取某钢样粉末28.12g（假设只含Fe和C），在氧气流中充分反应，将产生的气体通入足量的澄清石灰水中，得到1g白色沉淀．①计算此钢样粉末中铁和碳的质量之比．②再取三份不同质量的钢样

Question

取某钢样粉末28.12g（假设只含Fe和C），在氧气流中充分反应，将产生的气体通入足量的澄清石灰水中，得到1g白色沉淀．
①计算此钢样粉末中铁和碳的质量之比．
②再取三份不同质量的钢样粉末分别加到50g质量分数相同的稀H₂SO₄中，充分反应后，测得的实验数据如下表所示：（标准状况下，2gH₂的体积为22.4L）

实验序号	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
加入钢样粉末的质量/g	2.812	5.624	8.436
生成气体的体积/L（标准状况）	1.120	2.240	2.800

请根据表中数据计算稀硫酸中H₂SO₄的质量分数．
③若在实验Ⅱ中继续加入mg钢样粉末，计算反应结束后剩余的固体质量为多少？（用含m的代数式表示）

Answer 1

①根据题意知，该白色沉淀是CaCO₃，所以C的质量=(12)/(100)×100%×1g=0.12g；
故此钢样粉末中铁的质量=28.12g-0.12g=28g；
所以此钢样粉末中铁和碳的质量之比=28：0.12=700：3；
②设50g稀硫酸中溶质的质量为x
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
     98         2
     x         (2.800)/(22.4)×2g     
(98)/(x)＝(2)/(0.25g)
x=12.25g
稀硫酸中H₂SO₄的质量分数为：(12.25g)/(50g)×100%=24.5%
③当钢样粉末中的铁末全部溶解时（m＞1.406g），剩余的固体质量为：（5.624g+mg）-0.125mol×56g•mol^-1=（m-1.376）g
当钢样粉末中的铁全部溶解时（m≤1.406g），
剩余的固体质量为：（5.624+m）g×(0.12g)/(28.12g)；
答：①此钢样粉末中铁和碳的质量之比是700：3；
 ②稀硫酸中H₂SO₄的质量分数是24.5%；
③当m＞1.406 g，剩余固体质量为：（m-1.376）g；
当 m≤1.406 g，剩余固体质量为：（5.624+m）×(0.12)/(28.12)g．