11. (2025·山东菏泽模拟·7分) 化学兴趣小组的同学为确定某铁合金是生铁还是钢(钢的含碳量为 0.03~2%),进行如下实验,分析如图所示的实验过程和提供的数据,并进行计算(注:不考虑其他杂质质量)。

(1) 反应过程中生成氢气的质量为
0.2
g。
(2) 通过计算判断该铁合金属于
生铁
(填“生铁”或“钢”)。
(3) 反应后所得溶液中氯化亚铁的质量分数是多少(写出计算过程,结果精确到 0.1%)?
答案:11. (1)0.2 (2)生铁 (3)解:设反应后所得溶液中氯化亚铁的质量分数是x,充分反应后溶液的质量为215.0g−(6.0g−5.6g)=214.6g。
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
127 2
214.6g×x 0.2g
$\frac{127}{2}=\frac{214.6g× x}{0.2g}$ x≈5.9%
答:反应后所得溶液中氯化亚铁的质量分数是5.9%。
12. 新趋势
传统文化 (2024·黑龙江牡丹江·5分) “信州铅山县有苦泉,流以为涧。挹其水熬之,则成胆矾,烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”。——沈括《梦溪笔谈》。兴趣小组根据其中的原理进行了如下实验。向 152.8 g 硫酸铜溶液中加入铁粉,所得实验数据如图所示(已知:$ \mathrm{Fe} + \mathrm{CuSO}_4 = \mathrm{FeSO}_4 + \mathrm{Cu} $)。

(1) $ b $ 点固体的成分是
Fe、Cu
(填化学式)。
(2) 计算恰好完全反应时,所得溶液中溶质的质量分数(写出计算过程)。
答案:12. (1)Fe、Cu (2)解:设恰好完全反应时生成硫酸亚铁的质量为x,生成Cu的质量为y。
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
56 152 64
5.6g x y
$\frac{56}{152}=\frac{5.6g}{x}$ x=15.2g
$\frac{56}{64}=\frac{5.6g}{y}$ y=6.4g
恰好完全反应时,所得溶液中溶质的质量分数为$\frac{15.2g}{5.6g+152.8g−6.4g}×100\%=10\%$。
答:恰好完全反应时,所得溶液中溶质的质量分数为10%。
13. (9分) 洁厕灵是常用的陶瓷清洗液,小彭同学对某品牌洁厕灵的有效成分及其含量进行研究。查阅资料:洁厕灵有效成分是 $ \mathrm{HCl} $。$ \mathrm{HCl} $ 的含量可通过已知溶质质量分数的 $ \mathrm{NaHCO}_3 $ 溶液来测定,其他成分均不参与反应。$ \mathrm{HCl} $ 与 $ \mathrm{NaHCO}_3 $ 反应的化学方程式为 $ \mathrm{HCl} + \mathrm{NaHCO}_3 = \mathrm{NaCl} + \mathrm{H}_2\mathrm{O} + \mathrm{CO}_2 \uparrow $。向一锥形瓶中加入 100 g 该品牌的洁厕灵,再逐次加入相同质量分数的 $ \mathrm{NaHCO}_3 $ 溶液,测出每次锥形瓶中反应后溶液的总质量,数据记录如下。计算下列各题。

(1) 第一次实验时,所加 $ \mathrm{NaHCO}_3 $ 溶液中溶质的质量是多少?
(2) 该品牌洁厕灵中 $ \mathrm{HCl} $ 的质量分数是多少?
(3) 第二次实验后,溶液中 $ \mathrm{HCl} $ 的溶质质量分数是多少(结果精确到 0.1%)?
答案:13. 解:(1)由题表中数据可知,第一次实验时,40g碳酸氢钠溶液完全反应生成二氧化碳气体的质量为100g+40g−138.9g=1.1g,设第一次实验时,所加NaHCO₃溶液中溶质的质量为x。
HCl+NaHCO₃=NaCl+H₂O+CO₂↑
84 44
x 1.1g
$\frac{84}{44}=\frac{x}{1.1g}$ x=2.1g
(2)由题表中数据可知,第五次加入40g碳酸氢钠溶液,反应后溶液的总质量没有减少,说明第四次时已经完全反应,则生成二氧化碳气体的总质量为100g+40g×5−295.6g=4.4g,设该品牌洁厕灵中HCl的质量分数为y。
HCl+NaHCO₃=NaCl+H₂O+CO₂↑
36.5 44
100g×y 4.4g
$\frac{36.5}{44}=\frac{100g× y}{4.4g}$ y=3.65%
(3)由题表中数据可知,第二次实验后,生成二氧化碳气体的总质量为100g+40g×2−177.8g=2.2g,设第二次实验后,消耗HCl的质量为z。
HCl+NaHCO₃=NaCl+H₂O+CO₂↑
36.5 44
z 2.2g
$\frac{36.5}{44}=\frac{z}{2.2g}$ z=1.825g
则第二次实验后,剩余HCl的质量为100g×3.65%−1.825g=1.825g,此时溶液中HCl的溶质质量分数为$\frac{1.825g}{177.8g}×100\%\approx1.0\%$。
答:(1)第一次实验时,所加NaHCO₃溶液中溶质质量是2.1g。(2)该品牌洁厕灵中HCl的质量分数是3.65%。(3)第二次实验后,溶液中HCl的溶质质量分数为1.0%。