Question

11．鋼鐵工業(yè)是一個國家的支柱產業(yè)之一．如圖1是工業(yè)煉鐵的基本生產流程示意圖．請回答下列問題：

（1）寫出圖1中設備A 的名稱：高爐．
（2）同學采集了一些生鐵樣品（含雜質，
雜質不溶于水，不與稀硫酸反應）采用如圖2所示裝置進行分析．分別稱得錐形瓶與棉花的質量為44.1g，生鐵樣品的質量為9.0g．在錐形瓶中加入足量稀硫酸后，立即開始記錄電子天平的示數(shù)，記錄數(shù)據如圖3請認真分析數(shù)據，回答下列問題：
（1）小軍數(shù)據處理的圖象中正確的是B．

（2）計算樣品中鐵的質量分數(shù)（請寫明過程）．
（3）計算反應后所得溶液中硫酸亞鐵的質量分數(shù)（請寫明過程）．

Answer 1

分析 （1）工業(yè)煉鐵又稱為高爐煉鐵，因為工業(yè)煉鐵使用的設備為高爐；
（2）根據反應記錄數(shù)據，完全反應放出氫氣質量=159.0g-158.7g=0.3g，加入稀硫酸的質量=159.0g-44.1g-9.0g=105.9g；結合反應的化學方程式，由生成氫氣的質量計算生鐵中鐵的質量、反應生成硫酸亞鐵的質量等，完成分析和計算

解答 解：（1）工業(yè)煉鐵所使用的設備為高爐，煉鐵過程是在高爐內完成的；
故答案為：高爐；
（2）①由于生鐵樣品中的雜質不溶于水且不與酸發(fā)生反應，因此反應停止后樣品的質量不為0；所以圖A所示的分析錯誤；
隨著生鐵不斷與稀硫酸反應，放出氫氣質量逐漸增大，至完全反應，放出氫氣的質量=159.0g-158.7g=0.3g；所以圖B的分析正確；
加入稀硫酸的質量=159.0g-44.1g-9.0g=105.9g，反應使溶液的質量逐漸增大，直到反應停止溶液質量不再改變；所以圖C的分析錯誤；
故答案為：B；
②③設反應的鐵的質量為x，生成的硫酸亞鐵的質量為y
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56        152   2
x          y   0.3g
$\frac{56}{x}$=$\frac{2}{0.3g}$
解得 x=8.4g
$\frac{152}{y}$=$\frac{2}{0.3g}$
解得 y=22.8g
鐵的質量分數(shù)=$\frac{8.4g}{9g}$×100%=93.3%
硫酸亞鐵的溶質質量分數(shù)=$\frac{22.8g}{159.0-9.0-44.1g+8.4g-0.3g}$×100%=20%
答：樣品中鐵的質量分數(shù)為93.3%，硫酸亞鐵的溶質質量分數(shù)為20%．

點評 根據質量守恒定律，反應后所得溶液的質量=所加稀鹽酸的質量+參加反應鐵的質量-放出氫氣的質量