题目
一化学兴趣小组对某生铁样品中铁的质量分数进行探究.请按要求完成下列探究报告.
【实验目的】
测定某生铁样品中单质铁的质量分数.
【资料支撑】
生铁中除铁外,还含有碳、硅、锰、磷和硫等元素.碳在生铁中以两种形态存在,一种是游离碳(石墨),另一种是化合碳(如Fe3C等);硅、锰、磷、硫存在形式较为复杂;这些物质通常都不与稀硫酸发生化学反应.
【实验方案】
生铁样品与过量的稀硫酸反应,测定反应前后可称量物质的质量差.
【实验过程】
(1)取一只烧杯,称得其质量为70.4g,加入一定量生铁样品碎屑,称得烧杯和样品的总质量为102.4g;
(2)向盛有生铁样品的烧杯中加入稀硫酸,边加边搅拌,直到烧杯中不再产生气泡,再加入少量稀硫酸以确保过量,测得共用去稀硫酸247.3g;
(3)静置,称量.称得烧杯和剩余物质的总质量为348.7g.
【数据处理】计算该生铁样品中单质铁的质量分数是多少?(写出计算过程)
【交流讨论】
(1)实验称量时称量物应放在托盘天平的______盘(选填“左”或“右”);
(2)实验过程中稀硫酸要过量的原因是______;
(3)经质检部门精确测定,该样品中铁元素的总含量为95.2%.假设没有与硫酸反应的铁都以Fe3C形式存在,则样品中Fe3C的质量分数为______.
【实验目的】
测定某生铁样品中单质铁的质量分数.
【资料支撑】
生铁中除铁外,还含有碳、硅、锰、磷和硫等元素.碳在生铁中以两种形态存在,一种是游离碳(石墨),另一种是化合碳(如Fe3C等);硅、锰、磷、硫存在形式较为复杂;这些物质通常都不与稀硫酸发生化学反应.
【实验方案】
生铁样品与过量的稀硫酸反应,测定反应前后可称量物质的质量差.
【实验过程】
(1)取一只烧杯,称得其质量为70.4g,加入一定量生铁样品碎屑,称得烧杯和样品的总质量为102.4g;
(2)向盛有生铁样品的烧杯中加入稀硫酸,边加边搅拌,直到烧杯中不再产生气泡,再加入少量稀硫酸以确保过量,测得共用去稀硫酸247.3g;
(3)静置,称量.称得烧杯和剩余物质的总质量为348.7g.
【数据处理】计算该生铁样品中单质铁的质量分数是多少?(写出计算过程)
【交流讨论】
(1)实验称量时称量物应放在托盘天平的______盘(选填“左”或“右”);
(2)实验过程中稀硫酸要过量的原因是______;
(3)经质检部门精确测定,该样品中铁元素的总含量为95.2%.假设没有与硫酸反应的铁都以Fe3C形式存在,则样品中Fe3C的质量分数为______.
提问时间:2020-10-17
答案
生成氢气的质量为102.4g+247.3g-348.7g=1g
设样品中单质铁的质量为x.
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
56 2
x 1g
=
,x=28g
样品中单质铁的质量分数为
×100%=87.5%
称量是物品放在天平的左盘,砝码放在天平的右盘.
(3)设样品质量为100g,则样品中铁元素的总质量为
100g×95.2%=95.2g.
铁单质的质量为100g×87.5%=87.5g
样品中Fe3C的铁元素质量为95.2g-87.5g=7.7g
7.7g÷(
×100%)=8.25g
样品中Fe3C的质量分数为
×100%=8.25%
答:生铁样品中单质铁的质量分数为87.5%
(1)左;(2)确保生铁样品中铁单质与稀硫酸完全反应;(3)8.25%.
设样品中单质铁的质量为x.
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
56 2
x 1g
56 |
2 |
x |
1g |
样品中单质铁的质量分数为
28g |
102.4g−70.4g |
称量是物品放在天平的左盘,砝码放在天平的右盘.
(3)设样品质量为100g,则样品中铁元素的总质量为
100g×95.2%=95.2g.
铁单质的质量为100g×87.5%=87.5g
样品中Fe3C的铁元素质量为95.2g-87.5g=7.7g
7.7g÷(
56×3 |
180 |
样品中Fe3C的质量分数为
8.25g |
100g |
答:生铁样品中单质铁的质量分数为87.5%
(1)左;(2)确保生铁样品中铁单质与稀硫酸完全反应;(3)8.25%.
烧杯中减少的质量是生成氢气的质量,根据铁与稀硫酸反应的化学方程式可以计算出样品中单质铁的质量.进而计算出样品中单质铁的质量分数.
由样品质量和样品中铁元素的质量分数,可以计算出样品中铁元素的总质量,去掉单质铁的质量,就是没有与稀硫酸反应的铁元素的质量,根据物质中某元素的质量分数的计算公式可以计算出样品中Fe3C的质量,进而计算出样品中Fe3C的质量分数.
由样品质量和样品中铁元素的质量分数,可以计算出样品中铁元素的总质量,去掉单质铁的质量,就是没有与稀硫酸反应的铁元素的质量,根据物质中某元素的质量分数的计算公式可以计算出样品中Fe3C的质量,进而计算出样品中Fe3C的质量分数.
根据化学反应方程式的计算;实验探究物质的组成成分以及含量.
本题主要考查有关化学方程式的计算和化学式的计算,难度较大.
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