某学生在课外活动中用铁粉(含杂质且杂质不参加反应)和稀硫酸反应制取氢气.所做5次实验结果记录如下表(每次实验产生的氢气全部被收集,且体积在相同条件下测定.该条件下氢气的密度是0.089g/L).  实验编号   铁粉的质量/g   稀硫酸的质量/g 生成氢气的体积/L    1     2.0     50.0     0.77    2     4.0     50.0     1.54    3     5.8     50.0     2.24    4     5.8     60.0     2.24    5     6.4     50.0     2.24根据上述实验结果进行分析、计算,并回答下列问题:(1)上述实验中,铁粉一定过量的实验编号是______;(2)铁粉的纯度是______;(3)计算稀硫酸的质量分数(要求写出计算过程,计算结果精确到0.1).

问题描述:

某学生在课外活动中用铁粉(含杂质且杂质不参加反应)和稀硫酸反应制取氢气.所做5次实验结果记录如下表(每次实验产生的氢气全部被收集,且体积在相同条件下测定.该条件下氢气的密度是0.089g/L).

  实验编号   铁粉的质量/g   稀硫酸的质量/g 生成氢气的体积/L
    1     2.0     50.0     0.77
    2     4.0     50.0     1.54
    3     5.8     50.0     2.24
    4     5.8     60.0     2.24
    5     6.4     50.0     2.24
根据上述实验结果进行分析、计算,并回答下列问题:
(1)上述实验中,铁粉一定过量的实验编号是______;
(2)铁粉的纯度是______;
(3)计算稀硫酸的质量分数(要求写出计算过程,计算结果精确到0.1).

(1)比较实验3和实验5可知:同样是50g稀硫酸,与不同质量的金属反应放出氢气的体积相等,所以可以判断实验5中的金属是过量的;
根据表中所给数据分析,确定3组实验恰好完全反应
(2)设生成2.24 L氢气需H2S04的质量为x,5.8g铁粉中含有铁的质量为y,则:
Fe+H2S04═FeS04 +H2
56  98           2
y   x        2.24 L×0.089 g/L

56
y
 =
98
x
 =
2
2.24L×0.089g/L

    解得:x=9.8 g  y=5.6g
(2)铁的纯度为:
5.6g
5.8g
×100%=96.6%;
(3)稀硫酸的质量分数=
9.8g
50g
×l00%=19.6%;
答:(3)稀硫酸的质量分数是19.6%. 
故答案为:(1)5;
(2)96.6%;
(3)19.6%.
答案解析:(1)根据实验3和实验5可以看出同样是50g稀硫酸,与不同质量的铁粉反应放出氢气的体积相等,说明在第五次实验中加入的铁粉是过量的;
(2)比较实验3和实验5,不同质量的铁粉与等质量的硫酸反应生成氢气的质量相等,说明此时硫酸的已经被完全消耗,即50g硫酸只能产生2.24L氢气,比较实验3和实验4,同质量的铁粉和不同质量的硫酸反应生成氢气的质量相等,说明此时铁粉已被完全消耗,即5.8g铁只能产生2.24L氢气,综合两方面的分析可以知道5.8g铁粉和50g硫酸恰好完全反应,即实验3是恰好完全反应的,故可以根据实验3的数据完成(2)和(3)的计算.
考试点:根据化学反应方程式的计算;有关溶质质量分数的简单计算.
知识点:综合分析数据,找出量之间的关系分析反应物与生成物之间的质量关系,分析出物质的剩余,选择计算的数据一定是被完全反应的物质,这样才可以正确求出相应的未知量.