Question

12．某化學(xué)興趣小組為測定礦石中氧化鐵的純度進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)．

（1）配制上述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.6%的稀鹽酸，需要質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5%的濃鹽酸的質(zhì)量為80g；
（2）寫出反應(yīng)①中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；
（3）根據(jù)已知條件求解生成的氯化鐵的質(zhì)量（x）的比例式：$\frac{160}{16g}$=$\frac{325}{x}$；
（4）所加氫氧化鈉的質(zhì)量為32g
（5）所得中性濾液b中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%
（6）工業(yè)上需要制得含雜質(zhì)為20%的生鐵112t，則需上述赤鐵礦的質(zhì)量為160t．

Answer 1

分析 總質(zhì)量減去濾液得到濾渣也就可以求算去氧化鐵的質(zhì)量，溶液的質(zhì)量增加量也就是氧化鐵的質(zhì)量．根據(jù)氧化鐵的質(zhì)量和對應(yīng)化學(xué)方程式可以求算氯化鐵的質(zhì)量以及消耗的氫氧化鈉的質(zhì)量，和生成的氯化鈉的質(zhì)量，由于涉及多步反應(yīng)，所以可以用關(guān)系式法．

解答 解：
配制上述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.6%的稀鹽酸，需要質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5%的濃鹽酸的質(zhì)量為200g×14.6%÷36.5%=80g；
 寫出反應(yīng)①中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；
加入氫氧化鈉發(fā)生的反應(yīng)為FeCl₃+3NaOH=Fe（OH）₃↓+3NaCl．
設(shè)生成的氯化鐵的質(zhì)量為x，參加反應(yīng)的氫氧化鈉的質(zhì)量為y，生成的氯化鈉的質(zhì)量為z，生成的氫氧化鐵的質(zhì)量為a
由于溶液的質(zhì)量增加是由于氧化鐵溶解所致，所以氧化鐵的質(zhì)量為216g-200g=16g，礦石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{16g}{20g}$×100%=80%，鹽酸中HCl的質(zhì)量為29.2g，所以和氧化鐵反應(yīng)是有剩余的．
由上述反應(yīng)可得如下關(guān)系式
Fe₂O₃～～～2FeCl₃～～～～2Fe（OH）₃↓
160              325                     214                 
16g                x                        a
$\frac{160}{16g}$=$\frac{325}{x}$=$\frac{214}{a}$
a=21.4g
由于鹽酸是過量的，所以根據(jù)最終氯元素和鈉元素形成氯化鈉可得關(guān)系式
HCl∽∽∽NaOH∽∽∽NaCl
36.5           40           58.5
29.2g         y              z
$\frac{36.5}{29.2g}$=$\frac{40}{y}$=$\frac{58.5}{z}$
y=32g
z=46.8g
氯化鐵的質(zhì)量（x）的比例式：$\frac{160}{16g}$=$\frac{325}{x}$；
氫氧化鈉的質(zhì)量為 32g
所得中性濾液b中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{46.8g}{216g+7.4g+32g-21.4g}$×100%=20%
（6）工業(yè)上需要制得含雜質(zhì)為20%的生鐵112t，則需上述赤鐵礦的質(zhì)量為m．
根據(jù)鐵元素守恒可得
Fe₂O₃∽∽∽2Fe
160              112
80%m          112t×（1-20%）
$\frac{160}{112}$=$\frac{80%m}{112t×（1-20%）}$
m=160t
故答案為：
（1）80g；
（2）Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；
（3）$\frac{160}{16g}$=$\frac{325}{x}$；
（4）32g；
（5）20%；
（6）160t．

點(diǎn)評 根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算時，第一要正確書寫化學(xué)方程式，第二要使用正確的數(shù)據(jù)，第三計(jì)算過程要完整．