Question

钢铁的生产和使用是人类文明和社会进步的一个重要标志．
（1）每年钢铁锈蚀造成巨大的损失，铁制品锈蚀的主要原因是

 

．
（2）校课外兴趣小组取潍坊某钢铁厂生铁样品进行实验：将四份不同质量的生铁样品（假定其中只含单质铁和单质碳）分别加到100g质量分数相同的硫酸溶液中，充分反应后，测得的实验数据如下表所示：（已知：在标准状况下，22.4L H₂的质量为2g）

实验序号	1	2	3	4
生铁样品的质量/g	2.88	5.76	9.24	10.28
生成H2的体积（标准状况下）/L	1.12	2.24	3.36	m

通过计算回答下列问题：
①上述表格中m的值为

 

；
②根据表中数据计算硫酸溶液中H₂SO₄的质量分数．

Answer 1

分析：（1）根据铁生锈的条件考虑本题；（2）由第1、2两次可知2.88g样品只能生成1.12L氢气，所以5.76g生成2.24L氢气，8.64g能生成3.36L氢气，再进行进一步计算．，根据硫酸全部参加反应的那一次进行计算，算出硫酸的质量再除以硫酸溶液的质量乘以百分之百．

解答：解：（1）铁生锈的条件是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果；
（2）由第1、2两次可知2.88g样品只能生成1.12L氢气，所以5.76g生成2.24L氢气，8.64g能生成3.36L氢气，结果图示中表明是9.24g生铁样品与100g硫酸反应得到3.36L氢气，这说明生铁样品过量，硫酸已经被全部反应完，所以再加入生铁生成氢气的量也不会变，所以m值为3.36L．根据氢气的质量：

3.36L

22.4L

×2g=0.3g，设要生成0.3g氢气需要参加反应的硫酸的质量为X，则：
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
    98         2
    x          0.3g
根据：

98

2

=

X

0.3g

解得X=14.7g，所以硫酸溶液中H₂SO₄的质量分数为：

14.7g

100g

×100%=14.7%．
故答案为：（1）铁与空气中的氧气和水蒸气共同作用的结果；（2）3.36；14.7%．

点评：解答本题的关键是根据图表中的数据计算出第3次生铁已过量，硫酸已全部参加了反应，再进行进一步计算．