Question

8．某煉鐵廠用赤鐵礦（除含氧化鐵外，其余成分不溶于水也不與酸反應）煉鐵，欲測定赤鐵礦中氧化鐵的質量分數，請回答下列問題：

（1）配制lOOg的29.4%的稀硫酸，需98%的濃硫酸的質量是30g．
（2）將赤鐵礦粉碎，用稀硫酸溶解的化學方程式是3H₂SO₄+Fe₂O₃═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
（3）若20g的赤鐵礦粉恰好與lOOg的29.4%的稀硫酸完全反應．求解20g該赤鐵礦中氧化鐵質量（X）的比例式為$\frac{294}{100g×29.4%}=\frac{160}{X}$．
（4）此赤鐵礦中氧化鐵的質量分數為80%．
（5）向反應后所得溶液中加入44g水，則最終溶液中溶質的質量分數是25%．
（6）要煉制含鐵96%的生鐵126t，假設在煉制過程中損失10%的鐵元素，則理論上需要用這種赤鐵礦的質量是240t．

Answer 1

分析 （1）配制溶液時根據溶質質量不變即可列等式求解；
（2）赤鐵礦的組要成分是氧化鐵，堿性氧化物與酸反應生成對應的鹽和水；
（3）根據化學反應方程式計算參加反應的物質量時，帶入方程式計算的必須是完全反應的物質質量，lOOg的29.4%的稀硫酸在計算是必須算出硫酸的質量在帶入方程式；
（4）混合物中某物質的質量分數=$\frac{該物質的質量}{混合物的質量}$×100%，由（3）求出氧化鐵的質量，帶入上式即可求解；
（5）最終所得溶液為硫酸鐵溶液，溶質質量可根據化學方程式求出，溶液質量為：16g+100g+44g=160g，據此可求出溶質質量分數；
（6）根據鋼材中含鐵質量和鐵礦石中含鐵質量相等可列式求解．

解答 解：（1）需98%的濃硫酸的質量=$\frac{100g×29.4%}{98%}$=30g；
（2）稀硫酸溶解赤鐵礦的化學方程式是：3H₂SO₄+Fe₂O₃═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；
（3）3H₂SO₄+Fe₂O₃═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O
       294    160
100g×29.4%    X
$\frac{294}{100g×29.4%}=\frac{160}{X}$
X=16g
（4）此赤鐵礦中氧化鐵的質量分數=$\frac{16g}{20g}×100%$=80%
（5）設反應產生硫酸鐵質量為y
Fe₂O₃～Fe₂（SO₄）₃
160     400
 16g     y
$\frac{160}{16g}=\frac{400}{y}$    
y=40g
溶液質量為：16g+100g+44g=160g
故最終溶液中溶質的質量分數=$\frac{40g}{160g}×100%$=25%
（6）設需這種赤鐵礦的質量為a，則
126t×96%=a×80%×（1-10%）×$\frac{112}{160}×100%$        
a=240t
故答案為：（1）30g；
（2）3H₂SO₄+Fe₂O₃═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；
（3）$\frac{294}{100g×29.4%}=\frac{160}{X}$；
（4）80%；
（5）25%；
（6）240t

點評 本題是有關化學方程式、溶液質量分數、混合物組分的綜合計算，試題難度大，容易出錯．根據化學方程式的相關計算是初中化學的重點，但不是難點，一般學生容易解答．本題較難的是（5）（6）小問，（5）小題，求反應后溶液中溶質的質量分數時，關鍵是要找準溶質的質量和溶液質量，求溶液質量是要注意如有產生氣體或沉淀，則必須將氣體或沉淀質量減去，如本題中20g的赤鐵礦粉中只有16g氧化鐵的質量進入溶液中，所以計算溶液質量是必須用16g帶入計算而不能是20g，此處學生很容易出錯．（6）小題，一看題目中出現很多數據，有的學生就混亂了，其實仔細讀題不難發(fā)現，在鐵的整個加工和使用過程中，鐵元素的質量是守恒的，只要把鐵元素的質量作為橋梁即可列出等式求解．