Question

社会实践活动中，课外兴趣小组对某钢铁厂的铁矿石样品和钢样进行实验、分析、计算，了解了该钢铁厂生产原料、产品的相关信息。下面请你根据他们的实验帮助计算回答：

取该厂的某钢样粉末28.36 g（假设只含Fe和C），在氧气流中充分反应，将产生的气体通入足量的澄清石灰水中，得到3 g白色沉淀。

（1）计算此钢样粉末中铁和碳的质量之比。

（2）再取三份不同质量的钢样粉末分别加到50　g质量分数相同的硫酸中，充分反应后，测得的实验数据如下表所示：（标准状况下，2 g H₂的体积为22.4　L）

实验序号	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
加入钢样粉末的质量 / g	2.836	5.672	8.508
生成气体的体积（标准状况）/ L	1.12	2.24	2.80

请根据表中数据计算硫酸中H₂SO₄的质量分数。

（3）若在实验Ⅱ中继续加入m g钢样粉末，计算反应结束后剩余的固体质量为多少? （用含m的代数式表示）

Answer

（1）CO2＋Ca(OH)2=CaCO3＋H2O

              44             100

              m               3g

解得m＝1.32g

所以碳原子的质量是1.32g×12/44＝0.36g

所以铁的质量是28.36g－0.36g＝28.00g

因此钢样粉末中铁和碳的质量之比28.00︰0.36＝700 : 9

（2）根据实验数据可知，实验I、Ⅱ中硫酸过量，但在Ⅲ中生成的氢气不是3.36L，说明硫酸不足。所以产生的氢气质量是2.80÷2.24×2g＝0.25g，则稀硫酸中溶质是0.25g×98/2＝12.25g。所以硫酸的质量分数是12.25÷50×100％＝24.5%

（3）根据以上分析可知，实验Ⅱ中剩余硫酸的质量是12.25g－9.8g＝2.45g

根据方程式Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑可知

溶解铁的质量是2.45g×56/98＝1.4g

则对应样品质量是1.4g×709/700＝1.418g

所以如果当m＞1.418 g，则硫酸不足

所以剩余固体质量为：(m＋5.672－12.25×56/98)g＝（m―1.328) g

当 m≤1.418 g，硫酸过量，所以剩余固体是碳，质量为：(5.672 + m)×9/709 g

【解析】考查根据方程式进行的有关计算。