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16.(6分)高速钢是制造冰鞋冰刀的重要材料,其性能与含碳量关系密切。为测定高速钢中铁的含量,兴趣小组将11.3g高速钢(只含铁和碳)样品放入盛有100g稀盐酸的烧杯中,恰好完全反应后烧杯内物质的质量为110.9g。请回答:
(1)钢的性能优良,如钢的硬度比纯铁更
(2)试计算该高速钢样品中碳的质量分数(写出计算过程,结果精确到0.1%)。
化学 九年级 全一册
弥
封
线
优学1+1
评价与测试
(1)钢的性能优良,如钢的硬度比纯铁更
大
(选填“小”或“大”)。(2)试计算该高速钢样品中碳的质量分数(写出计算过程,结果精确到0.1%)。
化学 九年级 全一册
弥
封
线
优学1+1
评价与测试
答案
16.(1)大
(2)解:由质量守恒定律可知,生成氢气的质量为$11.3\ \mathrm{g}+100\ \mathrm{g}-110.9\ \mathrm{g}=0.4\ \mathrm{g}$。
设高速钢样品中铁的质量为$x$。
$\ce{Fe +2HCl\xlongequal{\;\;}FeCl_{2} +H_{2}\uparrow}$
$56\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 2$
$x\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 0.4\ \mathrm{g}$
$\dfrac{56}{2}=\dfrac{x}{0.4\ \mathrm{g}}\ \ \ \ x=11.2\ \mathrm{g}$
该高速钢样品中碳的质量分数为
$\dfrac{11.3\ \mathrm{g}-11.2\ \mathrm{g}}{11.3\ \mathrm{g}}×100\%\approx0.9\%$。
答:该高速钢样品中碳的质量分数为$0.9\%$。
(2)解:由质量守恒定律可知,生成氢气的质量为$11.3\ \mathrm{g}+100\ \mathrm{g}-110.9\ \mathrm{g}=0.4\ \mathrm{g}$。
设高速钢样品中铁的质量为$x$。
$\ce{Fe +2HCl\xlongequal{\;\;}FeCl_{2} +H_{2}\uparrow}$
$56\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 2$
$x\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 0.4\ \mathrm{g}$
$\dfrac{56}{2}=\dfrac{x}{0.4\ \mathrm{g}}\ \ \ \ x=11.2\ \mathrm{g}$
该高速钢样品中碳的质量分数为
$\dfrac{11.3\ \mathrm{g}-11.2\ \mathrm{g}}{11.3\ \mathrm{g}}×100\%\approx0.9\%$。
答:该高速钢样品中碳的质量分数为$0.9\%$。
解析
【分析】
本题分为两小问，第一问考查合金的性质，需明确合金与纯金属的硬度关系；第二问考查化学计算，核心是利用质量守恒定律求生成氢气的质量，再结合化学方程式计算铁的质量，最终得出碳的质量分数。
【解析】
(1) 合金的硬度一般大于其组成纯金属，钢是铁的合金，因此钢的硬度比纯铁更大，故填“大”。
(2) 根据质量守恒定律，反应前后烧杯内物质总质量的差值即为生成氢气的质量：
生成氢气的质量 = 11.3g + 100g - 110.9g = 0.4g。
设高速钢样品中铁的质量为$x$，反应的化学方程式为：
$\ce{Fe + 2HCl = FeCl_{2} + H_{2}\uparrow}$
相对质量：$\ce{Fe}$为56，$\ce{H_{2}}$为2，因此列比例式：
$\dfrac{56}{2} = \dfrac{x}{0.4\ \mathrm{g}}$
解得：$x = 11.2\ \mathrm{g}$。
样品中碳的质量 = 总质量 - 铁的质量 = $11.3\ \mathrm{g} - 11.2\ \mathrm{g} = 0.1\ \mathrm{g}$。
则碳的质量分数 = $\dfrac{碳的质量}{样品总质量}×100\% = \dfrac{0.1\ \mathrm{g}}{11.3\ \mathrm{g}}×100\% \approx 0.9\%$。
【答案】
(1)大；(2)0.9%
【知识点】
合金的性质、根据化学方程式的计算、质量守恒定律
【点评】
本题结合合金特性与化学计算，考查学生对基础知识点的应用能力，解题关键是利用质量守恒定律确定氢气质量，再通过化学方程式分步计算，属于九年级化学的基础题型，需掌握规范的计算步骤。
【难度系数】
0.6
本题分为两小问，第一问考查合金的性质，需明确合金与纯金属的硬度关系；第二问考查化学计算，核心是利用质量守恒定律求生成氢气的质量，再结合化学方程式计算铁的质量，最终得出碳的质量分数。
【解析】
(1) 合金的硬度一般大于其组成纯金属，钢是铁的合金，因此钢的硬度比纯铁更大，故填“大”。
(2) 根据质量守恒定律，反应前后烧杯内物质总质量的差值即为生成氢气的质量：
生成氢气的质量 = 11.3g + 100g - 110.9g = 0.4g。
设高速钢样品中铁的质量为$x$，反应的化学方程式为：
$\ce{Fe + 2HCl = FeCl_{2} + H_{2}\uparrow}$
相对质量：$\ce{Fe}$为56，$\ce{H_{2}}$为2，因此列比例式：
$\dfrac{56}{2} = \dfrac{x}{0.4\ \mathrm{g}}$
解得：$x = 11.2\ \mathrm{g}$。
样品中碳的质量 = 总质量 - 铁的质量 = $11.3\ \mathrm{g} - 11.2\ \mathrm{g} = 0.1\ \mathrm{g}$。
则碳的质量分数 = $\dfrac{碳的质量}{样品总质量}×100\% = \dfrac{0.1\ \mathrm{g}}{11.3\ \mathrm{g}}×100\% \approx 0.9\%$。
【答案】
(1)大；(2)0.9%
【知识点】
合金的性质、根据化学方程式的计算、质量守恒定律
【点评】
本题结合合金特性与化学计算，考查学生对基础知识点的应用能力，解题关键是利用质量守恒定律确定氢气质量，再通过化学方程式分步计算，属于九年级化学的基础题型，需掌握规范的计算步骤。
【难度系数】
0.6
