Question

一化学兴趣小组对某生铁样品中铁的质量分数进行探究．该小组查阅资料知：生铁中除铁外，还含有碳、硅、锰

一化学兴趣小组对某生铁样品中铁的质量分数进行探究．该小组查阅资料知：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．实验探究：（1）取一只烧杯，称得其质量为72.4g，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．回答：（保留小数点后1位小数）（1）计算该生铁样品中单质铁的质量分数？（2）经有关部门精确测定，该样品中Fe3C的质量分数为2%．假设没有与硫酸反应的铁都以Fe3C形式存在，则样品生铁中铁元素的质量分数为多少？

Answer 1

（1）生成H₂的质量：102.4 g+247.3 g-348.7 g=1.0 g，样品的质量是102.4g-72.4g=30g
设生铁样品中含铁的质量为x．
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56                2
x                1.0 g

56

2

＝

x

1.0g

x=

56×1.0g

2

=28.0g
则铁的质量分数是

28g

102.4g?72.4g

×100%=93.3%
（2）样品中的铁元素包括单质的铁与Fe₃C中的铁，铁元素的总质量=28.0g+30g×2%×

3×56

3×56+12

=28.56g，
生铁中铁元素的质量分数为：

铁元素的总质量

样品的质量

=

28.56g

30g

×100%=95.2%
答：（1）该生铁样品中单质铁的质量分数是93.3%
（2）样品生铁中铁元素的质量分数为95.2%