Question

欲測定某生鐵（主要成分是鐵，還含有少量的碳）的組成，進行了如下實驗：稱取粉末狀樣品8.50克，加入某濃度的鹽酸100mL，充分反應后，收集到標準狀況下氣體2.24L；然后，繼續(xù)往樣品中加入同濃度的鹽酸100mL，充分反應后又收集到標準狀況下氣體1.12L．試求：（寫出具體計算過程）
（1）所取鹽酸的物質(zhì)的量濃度．
（2）該生鐵樣品中碳的質(zhì)量分數(shù)（保留3位有效數(shù)字）．

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算

專題：計算題

分析：（1）由題意可知，加入的前100mL鹽酸完全反應，根據(jù)n=

V

Vm

計算生成氫氣的物質(zhì)的量，根據(jù)氫元素守恒可知n（HCl）=2n（H₂），再根據(jù)c=

n

V

計算；
（2）Fe完全反應生成氫氣體積2.24L+1.12L=3.36L，根據(jù)n=

V

Vm

計算生成氫氣的物質(zhì)的量，根據(jù)電子轉移守恒計算n（Fe），再根據(jù)m=nM計算m（Fe），進而計算碳的質(zhì)量分數(shù)．

解答： 解：（1）加入的前100mL鹽酸完全反應，生成氫氣的物質(zhì)的量=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，根據(jù)氫元素守恒可知n（HCl）=2n（H₂）=0.1mol×2=0.2mol，故鹽酸的物質(zhì)的量濃度=

0.2mol

0.1L

=2mol/L，
答：所取鹽酸的物質(zhì)的量濃度為2mol/L．
（2）Fe完全反應生成氫氣體積2.24L+1.12L=3.36L，生成氫氣總物質(zhì)的量=

3.36L

22.4L/mol

=0.15mol，根據(jù)電子轉移守恒，2n（Fe）=0.15mol×2，故n（Fe）=0.15mol，m（Fe）=0.15mol×56g/mol=8.4g，碳的質(zhì)量=8.5g-8.4g=0.1g，故該生鐵樣品中碳的質(zhì)量分數(shù)=

0.1g

8.5g

×100%=1.18%，
答：該生鐵樣品中碳的質(zhì)量分數(shù)為1.18%．

點評：本題考查混合物計算，難度不大，判斷Fe與鹽酸反應的過量情況是關鍵，利用守恒思想進行解答，簡化計算過程．