Question

某化學(xué)興趣小組用化學(xué)方法測定一種鋼樣品中鐵的含量．同學(xué)們稱取了5.7g鋼樣品，投入裝有10.0g稀鹽酸（足量）的燒杯（燒杯質(zhì)量也為10.0g）中．在化學(xué)反應(yīng)過程中對燒杯（包括溶液和殘余固體）進(jìn)行了四次稱量，記錄如下表：

反應(yīng)時(shí)間	t0	t1	t2	t3
燒杯和藥品質(zhì)量/g	25.7	25.6	25.5	25.5

（1）反應(yīng)中產(chǎn)生氫氣

 

克，這種鋼樣品中鐵的含量是多少？（精確到0.1%）

 

（2）鋼的類型分為：含碳質(zhì)量（C%）0.03%～0.3%為低碳鋼；0.3%～0.6%為中碳鋼；0.6%～2%為高碳鋼．假設(shè)殘留在燒杯中的黑色固體全部是炭，則這種鋼屬于

 

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（3）有同學(xué)提出：灼燒可使鋼中的炭變?yōu)镃O₂揮發(fā)掉，灼燒后鋼樣品質(zhì)量會(huì)減輕．可是他們將一定量的鋼樣品灼燒后，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量反而增加了很多．原因是

 

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Answer 1

分析：（1）隨鋼樣中鐵不斷與稀鹽酸反應(yīng)放出氫氣，剩余物質(zhì)的質(zhì)量不斷減小，待質(zhì)量不再改變時(shí)完全反應(yīng)；根據(jù)質(zhì)量守恒定律，由完全反應(yīng)時(shí)質(zhì)量差，求得放出氫氣質(zhì)量；根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，由產(chǎn)生氫氣質(zhì)量計(jì)算鋼樣中所含量鐵的質(zhì)量，并計(jì)算中這種鋼樣品中鐵的含量即質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）根據(jù)鋼樣中鐵的含量推算出含碳量，并與分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，判斷鋼的類別；
（3）根據(jù)燃燒時(shí)碳生成二氧化碳使質(zhì)量減小，同時(shí)鐵與氧氣生成鐵的氧化物而使質(zhì)量增大，對比二者變化量，解釋質(zhì)量反而增加了很多的原因．

解答：解：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)中產(chǎn)生氫氣質(zhì)量=5.7g+10.0g+10.0g-25.5g=0.2g
設(shè)5.7g鋼樣品中含鐵質(zhì)量為x，則：
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
56             2
x              0.2g

56

x

=

2

0.2g

  x=5.6g
則這種鋼樣品鐵的含量=

5.6g

5.7g

×100%=98.2%
（2）該鋼樣中含碳量=1-98.2%=1.8%，0.6%＜1.8%＜2%，∴屬于高碳鋼；
（3）灼燒后鋼樣品時(shí)，碳生成二氧化碳使質(zhì)量減小，同時(shí)鐵與氧氣生成鐵的氧化物而使質(zhì)量增大；鋼中含碳量少，所以碳減少的質(zhì)量，遠(yuǎn)小于鐵轉(zhuǎn)化為氧化物增加的質(zhì)量；
故答案為：
（1）0.2；98.2%；（2）高碳鋼；（3）鋼中含碳量少，所以碳減少的質(zhì)量，遠(yuǎn)小于鐵轉(zhuǎn)化為氧化物增加的質(zhì)量．

點(diǎn)評：運(yùn)用質(zhì)量守恒定律，由實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)分析得出反應(yīng)放出氫氣的質(zhì)量，為解答本題的基礎(chǔ)，體現(xiàn)出運(yùn)用知識分析問題的能力．