Question

2．為了測(cè)定某赤鐵礦樣品中鐵的含量（雜質(zhì)中不含鐵元素，雜質(zhì)不溶于水，也不與其他物質(zhì)反應(yīng)），某化學(xué)小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
（1）配制上述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.8%的稀硫酸300g，需要質(zhì)量分?jǐn)?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）根據(jù)已知條件列出求解20g該赤鐵礦樣品中氧化鐵的質(zhì)量（x）的比例式為$\frac{160}{294}$=$\frac{x}{29.4g}$；
（4）該赤鐵礦樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為56%；
（5）向過濾后所得濾液中加入84g水，則最終所得溶液（不飽和）中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%；
（6）現(xiàn)用250t此種赤鐵礦煉制生鐵，最終可煉得含鐵90%的生鐵樣品的質(zhì)量為140t，則煉制過程鐵元素的損失率為10%．

Answer 1

分析 （1）溶液稀釋過程中時(shí)加入的水，所以溶質(zhì)的質(zhì)量保持不變，計(jì)算以此為依據(jù)．
（2）氧化鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水；
（3）（4）由于300g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.8%%的硫酸完全反應(yīng)，所以可以根據(jù)硫酸求算氧化鐵的質(zhì)量，最后求算出鐵元素在樣品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（5）由于反應(yīng)后的溶質(zhì)為硫酸鐵，所以要求算硫酸鐵的質(zhì)量，然后求算溶液中的硫酸鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（6）冶煉過程鐵元素是有損失，所以過程不能理解為鐵元素守恒．

解答 解：溶液稀釋過程中時(shí)加入的水，所以溶質(zhì)的質(zhì)量保持不變
設(shè)配制上述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.8%的稀硫酸300g，需要質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸的質(zhì)量是a．
98%a=300g×9.8%
a=30g
設(shè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.8%的稀硫酸300g完全反應(yīng)需要的氧化鐵的質(zhì)量為x，生成的硫酸鐵的質(zhì)量為y．
Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O
160       294                           400
x   300g×9.8%=29.4g                  y
$\frac{160}{294}$=$\frac{x}{29.4g}$   x=16g
$\frac{294}{400}$=$\frac{29.4g}{y}$   y=40g
該赤鐵礦樣品中鐵（不是氧化鐵，要注意）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{16g×\frac{56×2}{56×2+16×3}×100%}{20g}×100%$=56%
向過濾后所得濾液中加入84g水，則最終所得溶液（不飽和）中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)    $\frac{40g}{16g+300g+84g}×100%$=10%
設(shè)：現(xiàn)用250t此種赤鐵礦煉制生鐵，最終可煉得含鐵90%的生鐵樣品的質(zhì)量為140t，則煉制過程鐵元素的轉(zhuǎn)化率為m．
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
160                                 112
250t×$\frac{16g}{20g}×$100% m   140t×90%
$\frac{160}{112}$=$\frac{250t×\frac{16g}{20g}×100%m}{140t×90%}$
m=90%
煉制過程鐵元素的損失率為1-90%=10%．
故答案為：（1）30；（2）Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；（3）$\frac{160}{294}$=$\frac{x}{29.4g}$；（4）56%；（5）10%；（6）10%．

點(diǎn)評(píng) 本題有兩點(diǎn)特別要注意，一是沒必要按照給定的123456的順序去逐一求算，而是要考慮在過程中哪些量需要求算，那些可以借助一個(gè)反應(yīng)求算出來(lái)；第二是本題中最后一問有損失，在計(jì)算中尤其要注意，其實(shí)這就是化學(xué)問題的實(shí)際化，生產(chǎn)過程是每一個(gè)轉(zhuǎn)化過程都有損失的．