Question

6．為了測定某赤鐵礦中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)，現(xiàn)取赤鐵礦樣品，與質(zhì)量分數(shù)為19.6%的稀硫酸在燒杯（燒杯質(zhì)量為50g）中恰好完全反應(yīng)（假設(shè)赤鐵礦樣品中雜質(zhì)不與稀硫酸反應(yīng)也不溶于水）．有關(guān)實驗數(shù)據(jù)如下表：

	反應(yīng)前		反應(yīng)后
實驗 數(shù)據(jù)	燒杯和稀硫酸的質(zhì)量	赤鐵礦樣品的質(zhì)量	燒杯和混合物的質(zhì)量
	200g	20g	220g

（1）配制上述質(zhì)量分數(shù)為19.6%的稀硫酸，需要質(zhì)量分數(shù)為98%的濃硫酸的質(zhì)量是30g；
（2）發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；
（3）利用已知條件求解氧化鐵質(zhì)量（X）的比例式為$\frac{160}{x}$=$\frac{294}{150g×19.6%}$；
（4）向反應(yīng)后所得溶液中加入34g水，則最終溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是20%；
（5）利用150t該赤鐵礦可制得含雜質(zhì)的生鐵的質(zhì)量是114t．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)98%的濃硫酸配制19.6%的稀硫酸可采取加水稀釋，稀釋前后溶質(zhì)硫酸的質(zhì)量不變，可由19.8%的稀硫酸的量計算所需98%濃硫酸的質(zhì)量；
（2）根據(jù)赤鐵礦的主要成分為氧化鐵，氧化鐵與硫酸可發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，通過交換成分可形成硫酸鐵和水進行分析；
（3）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，可由氧化鐵質(zhì)量計算出硫酸的質(zhì)量x；赤鐵礦樣品為氧化鐵與雜質(zhì)，雜質(zhì)不溶解于酸和水，所以濾渣質(zhì)量即為鐵礦石中的雜質(zhì)；
（4）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，可由氧化鐵質(zhì)量計算出硫酸鐵的質(zhì)量，從而求出最終所得溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)；
（5）根據(jù)20g赤鐵礦中氧化鐵的質(zhì)量是16g，200t該赤鐵礦中氧化鐵的質(zhì)量是120t，雜質(zhì)30t解答．

解答 解：（1）需要質(zhì)量分數(shù)為98%的濃硫酸的質(zhì)量是：$\frac{（200g-50g）×19.6%}{98%}$=30g；
（2）氧化鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水，化學(xué)方程式為：化學(xué)方程式為：Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；
（3）設(shè)氧化鐵的質(zhì)量為x，生成硫酸鐵為y，
Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O
     160   294  400
     x   150g×19.6% y
  $\frac{160}{x}$=$\frac{294}{150g×19.6%}$=$\frac{400}{y}$
   x=16g
   y=40g
（4）最終溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是：$\frac{40g}{150g+16g+34g}$×100%=20%；
（5）20g赤鐵礦中氧化鐵的質(zhì)量是16g，150t該赤鐵礦中氧化鐵的質(zhì)量是120t，含雜質(zhì)30t，120g氧化鐵含鐵的質(zhì)量是：$\frac{112}{160}$×100%×120t=84t，所以可制得含雜質(zhì)的生鐵的質(zhì)量是：84t+34t=114t．
故答案為：（1）30g；
（2）Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；
（3）$\frac{160}{x}$=$\frac{294}{150g×19.6%}$；
（4）20%；
（5）114t．

點評 根據(jù)質(zhì)量守恒定律，最終所得溶液的質(zhì)量=赤鐵礦樣品質(zhì)量+參加反應(yīng)稀硫酸的質(zhì)量+所加水的質(zhì)量-濾渣的質(zhì)量．