Question

社會實踐活動中，課外興趣小組對某鋼鐵廠的鐵礦石樣品和鋼樣進行實驗、分析、計算，了解了該鋼鐵廠生產原料、產品的相關信息．下面請你根據他們的實驗計算回答：
取該廠的某鋼樣粉末28.36g（假設只含F(xiàn)e和C），在氧氣流中充分反應，將產生的氣體通入足量的澄清石灰水中，得到3g白色沉淀．
（1）計算此鋼樣粉末中鐵和碳的質量之比．
（2）再取三份不同質量的鋼樣粉末分別加到50g質量分數(shù)相同的稀硫酸中，充分反應后，測得的實驗數(shù)據如下表所示．

實驗序號	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
加入鋼樣粉末的質量/g	2.836	5.672	8.508
生成氣體的質量/g	0.1	0.2	0.25

請根據表中數(shù)據計算稀硫酸中H₂SO₄的質量分數(shù)．

Answer 1

解：（1）由質量守恒定律可知，3g碳酸鈣中所含碳元素的質量與鋼樣中碳元素質量相等．
3g碳酸鈣中含碳質量為：3g×=0.36g
鋼樣中鐵的質量為：28.36g-0.36g=28g
此鋼樣粉末中鐵和碳的質量比為：28g：0.36g=700：9；
（2）設50g稀硫酸中溶質的質量為x
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
98 2
x 0.25g

x=12.25g
稀硫酸中H₂SO₄的質量分數(shù)為：=24.5%
答：（1）此鋼樣粉末中鐵和碳的質量之比為700：9；（2）稀硫酸中H₂SO₄的質量分數(shù)為24.5%．
分析：（1）鋼樣中的C元素燃燒后生成二氧化碳，二氧化碳通入澄清石灰水生成了碳酸鈣沉淀，根據化學變化中元素質量不變，碳酸鈣中所含C元素質量即鋼樣中C元素質量；由此可完成此鋼樣粉末中鐵和碳的質量之比的計算；
（2）分析表中所記錄實驗數(shù)據，可得知在第III次實驗中稀硫酸完全反應，根據反應的化學方程式．由生成氫氣質量計算50g稀硫酸中硫酸的質量，解決硫酸中H₂SO₄的質量分數(shù)．
點評：根據實驗數(shù)據中鋼樣質量的增加值與反應產生氫氣的質量增加值的關系，判斷實驗III中稀硫酸完全反應是計算稀硫酸溶質質量分數(shù)的根本．