Question

【題目】某化學(xué)興趣小組對(duì)生鐵的冶煉和性質(zhì)非常感興趣。同學(xué)們稱取了20g生鐵樣品，放在質(zhì)量為10.0g的燒杯中，將20g稀鹽酸分4次加入燒杯中。在化學(xué)反應(yīng)過程中對(duì)燒杯(包括溶液和固體)進(jìn)行了五次稱量，記錄如下表：

加酸質(zhì)量/g	5	5	5	5
反應(yīng)后燒杯和藥品質(zhì)量/g	34.8	39.6	44.4	49.3

(1)樣品完全反應(yīng)產(chǎn)生H2的質(zhì)量是____克，這種樣品中鐵的含量是___?(精確到0.1％)

(2)請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)中畫出相應(yīng)的曲線圖_____(縱坐標(biāo)為生成物的質(zhì)量，請(qǐng)?jiān)O(shè)定具體物質(zhì)；并標(biāo)出曲線中必要的數(shù)據(jù))。

(3)請(qǐng)解釋生鐵與鹽酸反應(yīng)過程速度由快變慢的原因是____。

(4)生鐵可以由一氧化碳還原鐵礦石得到。同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)室用CO和Fe2O3隔絕空氣加強(qiáng)熱模擬煉鐵過程(密閉容器中)，一段時(shí)間后收集到如下數(shù)據(jù)：

物質(zhì)	CO	Fe2O3	Fe	M	CO2
反應(yīng)前質(zhì)量(g)	2.8	16	0	0	0
反應(yīng)后質(zhì)量(g)	0	0	0	a	b

CO還原Fe2O3時(shí)在一定條件下除了會(huì)生成鐵，也可能生成鐵的其它氧化物FeO和Fe3O4，表中b的值為___；物質(zhì)M的化學(xué)式為____

Answer 1

【答案】0.7 98% 隨著鹽酸被消耗，鹽酸中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，所以反應(yīng)速度由快變慢 4.4g FeO

【解析】

（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可得，樣品完全反應(yīng)后生成H2的質(zhì)量=20g+10g+20g-49.3g=0.7g；

設(shè)：生成0.7g的氫氣需鐵的質(zhì)量為x，同時(shí)生成氯化亞鐵的質(zhì)量為y。

x=19.6g；

y=44.45g；

樣品中鐵的含量=；

（2）根據(jù)題意可知，每5g鹽酸能產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量=20g+10g+5g-34.8g=0.2g；

設(shè)：產(chǎn)生0.7g氫氣需鹽酸的質(zhì)量為z。

z=17.5g；

該反應(yīng)沒有加入鹽酸時(shí)，氯化亞鐵、氫氣的質(zhì)量為零，隨鹽酸的加入，反應(yīng)的生成的氯化亞鐵、氫氣的質(zhì)量逐漸增大，當(dāng)加入鹽酸17.5g時(shí)，鐵完全反應(yīng)，氯化亞鐵、氫氣質(zhì)量不再增大，最終產(chǎn)生的氯化亞鐵質(zhì)量為44.45g，氫氣的質(zhì)量為0.7g。圖像如圖：

（3）生鐵與鹽酸反應(yīng)過程速度由快變慢的原因是隨著鹽酸被消耗，鹽酸中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，所以反應(yīng)速度由快變慢；

（4）生成的二氧化碳的質(zhì)量為m，由元素質(zhì)量守恒可知：

解得：m=4.4g

Fe2O3中鐵元素的質(zhì)量為

生成的M中氧元素的質(zhì)量為：；

生成的M中鐵原子、氧原子的個(gè)數(shù)比為：，所以物質(zhì)M的化學(xué)式為FeO。表中b的值為4.4；物質(zhì)M的化學(xué)式為FeO。