实验室有一瓶含硫酸的废液,设计如下方案测定该废液中硫酸的质量分数。取质量为18.2g的洁净小烧杯,往其中倒入一定量硫酸废液后称量,总质量为33.2g,然后,将一枚质量为10.8g的铁钉(已用砂纸打磨去除铁锈,且铁钉不与废液中的其它物质反应)放入该小烧杯中充分反应,待铁钉表面不再有气泡产生后,称量,总质量为43.9g。试计算原硫酸废液中硫酸的质量分数。(计算结果保留小数点后一位)
(1) 解:根据质量守恒定律可知:反应后烧杯减轻的质量即为产生H2的质量。
硫酸与铁反应产生H2的质量=33.2g+10.8g-43.9g=0.1g
设所取废液中硫酸的质量为x
H2SO4+Fe=FeSO4+H2↑
98 2
x 0.1g
98 :x=2 :0.1
x=98×0.1g/2=4.9g (或x=4.9g)
由题意,所取废液的质量=33.2g-18.2g=15g
废液中硫酸的质量分数为: ×100%=32.7%
答:原废液中硫酸的质量分数为32.7% .
题目分析:铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铁锈和稀硫酸反应生成硫酸铁和水;根据质量差可以求生成氢气的质量,结合化学方程式计算可以求出废液中硫酸的质量,再结合题意可以求出废液的质量.