一化學興趣小組對某生鐵樣品中鐵的質量分數進行探究．請按要求完成下列探究報告．【實驗目的】測定某生鐵樣品中單質鐵...

問題詳情：

一化學興趣小組對某生鐵樣品中鐵的質量分數進行探究．請按要求完成下列探究報告．

【實驗目的】

測定某生鐵樣品中單質鐵的質量分數．

【資料支撐】

生鐵中除鐵外，還含有碳、硅、錳、*和硫等元素．碳在生鐵中以兩種形態存在，一種是遊離碳（石墨），另一種是化合碳（如Fe3C等）；硅、錳、*、硫存在形式較為複雜；這些物質通常都不與稀硫*發生化學反應．

【實驗方案】

生鐵樣品與過量的稀硫*反應，測定反應前後可稱量物質的質量差．

【實驗過程】

（1）取一隻燒杯，稱得其質量為70.4g，加入一定量生鐵樣品碎屑，稱得燒杯和樣品的總質量為102.4g；

（2）向盛有生鐵樣品的燒杯中加入稀硫*，邊加邊攪拌，直到燒杯中不再產生氣泡，再加入少量稀硫*以確保過量，測得共用去稀硫*247.3g；

（3）靜置，稱量．稱得燒杯和剩餘物質的總質量為348.7g．

【數據處理】

計算該生鐵樣品中單質鐵的質量分數：　　．

【交流討論】

（1）實驗稱量時稱量物應放在托盤天平的　　盤（選填“左”或“右”）；

（2）實驗過程中稀硫*要過量的原因是　　；

（3）經質檢部門精確測定，該樣品中鐵元素的總含量為95.2%．假設沒有與硫*反應的鐵都以Fe3C形式存在，則樣品中Fe3C的質量分數為　　．

【回答】

【考點】2G：實驗探究物質的組成成分以及含量；43：稱量器﹣托盤天平；85：金屬的化學*質；93：*的化學*質；G6：根據化學反應方程式的計算．

【分析】燒杯中減少的質量是生成*氣的質量，根據鐵與稀硫*反應的化學方程式可以計算出樣品中單質鐵的質量．進而計算出樣品中單質鐵的質量分數．

由樣品質量和樣品中鐵元素的質量分數，可以計算出樣品中鐵元素的總質量，去掉單質鐵的質量，就是沒有與稀硫*反應的鐵元素的質量，根據物質中某元素的質量分數的計算公式可以計算出樣品中Fe3C的質量，進而計算出樣品中Fe3C的質量分數．

【解答】解：生成H2的質量：102.4g+247.3g﹣348.7g=1.0g

設生鐵樣品中含鐵的質量為x．

Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑

56                2

x                1.0g

根據：，解得x=28.0g

生鐵樣品中鐵單質的質量分數為×100%=87.5%

答：生鐵樣品中鐵單質的質量分數是87.5%．

（1）稱量時物品放在天平的左盤，砝碼放在天平的右盤

（2）實驗過程中稀硫*要過量的原因是確保生鐵樣品中鐵單質與稀硫*完全反應

（3）設樣品質量為100g，則樣品中鐵元素的總質量為

100g×95.2%=95.2g．鐵單質的質量為100g×87.5%=87.5g

樣品中Fe3C的鐵元素質量為95.2g﹣87.5g=7.7g

7.7g÷（×100%）=8.25g

樣品中Fe3C的質量分數為×100%=8.25%

答：生鐵樣品中單質鐵的質量分數為87.5%

故*為：

87.5%；（1）左；（2）確保生鐵樣品中鐵單質與稀硫*完全反應；（3）8.25%．

【點評】本題主要考查有關化學方程式的計算和化學式的計算，難度較大．

知識點：金屬的化學*質

題型：實驗題