Question

為測定某碳素鋼樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，現(xiàn)取一定質(zhì)量的樣品粉未于質(zhì)量為51.8克的燒杯中，然后逐步加入一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀硫酸，當(dāng)加入80g稀硫酸時反應(yīng)恰好完全，加入稀硫酸的質(zhì)量與燒杯及燒杯內(nèi)物質(zhì)的總質(zhì)量的關(guān)系如圖．
試通過計完成下列填空：（不能整除時，結(jié)果保留一位小數(shù)）
（1）該實(shí)驗(yàn)取用的樣品質(zhì)量為：

 

；
（2）樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

 

；
（3）小王不慎在反應(yīng)結(jié)束后，向燒杯中多了20g稀硫酸，此時，溶液中亞鐵離子在溶液總質(zhì)量中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

 

，若在上圖中補(bǔ)繪此過程中稀硫酸的質(zhì)量與燒杯及燒杯內(nèi)物質(zhì)的總質(zhì)量的關(guān)系圖，所得線段的終點(diǎn)位于線段AB延長線的_

 

（填：上方、下方或線上）．

Answer 1

分析：（1）實(shí)驗(yàn)開始時燒杯及燒杯內(nèi)物質(zhì)碳素鋼樣品的總質(zhì)量為68.8g，因此，總質(zhì)量減去燒杯的質(zhì)量即為取用的樣品質(zhì)量；
（2）利用質(zhì)量守恒定律可計算出鐵與硫酸恰好完全反應(yīng)時放出氫氣的質(zhì)量，由反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，計算參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量，所計算的鐵的質(zhì)量與所取樣品質(zhì)量比即為樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）反應(yīng)后溶液為硫酸亞鐵，溶液中亞鐵離子的質(zhì)量即硫酸亞鐵中鐵元素的質(zhì)量；硫酸亞鐵中鐵元素全部來自于與硫酸反應(yīng)的鐵，因此，硫酸亞鐵中鐵元素質(zhì)量即參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量；多加了20g稀硫酸后，根據(jù)質(zhì)量守恒定律計算此時溶液的質(zhì)量，然后利用溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算公式計算出溶液中亞鐵離子在溶液總質(zhì)量中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
多加的硫酸沒發(fā)生反應(yīng)而溶液質(zhì)量直接增加，而此前溶液增加量為所加稀硫酸質(zhì)量與放出氫氣質(zhì)量的差，因此，補(bǔ)繪的線段的終點(diǎn)高于原線段的沿長線．

解答：解：（1）該實(shí)驗(yàn)取用的樣品質(zhì)量=68.8g-51.8g=17g
故答案為：17g；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，恰好完全反應(yīng)時放出氫氣的質(zhì)量=80g+68.8g-148.2g=0.6g，設(shè)參加反應(yīng)鐵的質(zhì)量為x，則
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56              2
x              0.6g

56

x

=

2

0.6g

  x=16.8g
樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

16.8g

17g

×100%≈98.8%
故答案為：98.8%；
（3）溶液中亞鐵離子在溶液總質(zhì)量中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

16.8g

80g+16.8g-0.6g+20g

×100%≈14.5%；
加入80g稀硫酸恰好完全反應(yīng)前，溶液質(zhì)量增加值為加入稀硫酸質(zhì)量與放出氫氣的質(zhì)量差，而多加入的20g稀硫酸不再發(fā)生反應(yīng)，溶液增加量即所加入稀硫酸的質(zhì)量；由于多加入20g稀硫酸時溶液增加量大于恰好完全反應(yīng)前的溶液增加量，所以，補(bǔ)繪此過程中稀硫酸的質(zhì)量與燒杯及燒杯內(nèi)物質(zhì)的總質(zhì)量的關(guān)系圖，所得線段的終點(diǎn)位于線段AB延長線的上方；
故答案為：14.5%；上方．

點(diǎn)評：根據(jù)質(zhì)量守恒定律，恰好完全反應(yīng)時放出氫氣的質(zhì)量=恰好完全反應(yīng)時所加稀硫酸的質(zhì)量+實(shí)驗(yàn)開始時燒杯及燒杯內(nèi)樣品的質(zhì)量-恰好完全反應(yīng)時燒杯與燒杯內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量．