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(yīng)）煉鐵，欲測(cè)定赤鐵礦中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）配制lOOg的29.4%的稀硫酸，需98%的濃硫酸的質(zhì)量是30g．
（2）將赤鐵礦粉碎，用稀硫酸溶解的化學(xué)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(yīng)．求解20g該赤鐵礦中氧化鐵質(zhì)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(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%．
（5）向反應(yīng)后所得溶液中加入44g水，則最終溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是25%．
（6）要煉制含鐵96%的生鐵126t，假設(shè)在煉制過(guò)程中損失10%的鐵元素，則理論上需要用這種赤鐵礦的質(zhì)量是240t．

Answer 1

分析 （1）配制溶液時(shí)根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)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(yīng)生成對(duì)應(yīng)的鹽和水；
（3）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式計(jì)算參加反應(yīng)的物質(zhì)量時(shí)，帶入方程式計(jì)算的必須是完全反應(yīng)的物質(zhì)質(zhì)量，lOOg的29.4%的稀硫酸在計(jì)算是必須算出硫酸的質(zhì)量在帶入方程式；
（4）混合物中某物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{該物質(zhì)的質(zhì)量}{混合物的質(zhì)量}$×100%，由（3）求出氧化鐵的質(zhì)量，帶入上式即可求解；
（5）最終所得溶液為硫酸鐵溶液，溶質(zhì)質(zhì)量可根據(jù)化學(xué)方程式求出，溶液質(zhì)量為：16g+100g+44g=160g，據(jù)此可求出溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（6）根據(jù)鋼材中含鐵質(zhì)量和鐵礦石中含鐵質(zhì)量相等可列式求解．

解答 解：（1）需98%的濃硫酸的質(zhì)量=$\frac{100g×29.4%}{98%}$=30g；
（2）稀硫酸溶解赤鐵礦的化學(xué)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(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{16g}{20g}×100%$=80%
（5）設(shè)反應(yīng)產(chǎn)生硫酸鐵質(zhì)量為y
Fe₂O₃～Fe₂（SO₄）₃
160     400
 16g     y
$\frac{160}{16g}=\frac{400}{y}$    
y=40g
溶液質(zhì)量為：16g+100g+44g=160g
故最終溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{40g}{160g}×100%$=25%
（6）設(shè)需這種赤鐵礦的質(zhì)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(diǎn)評(píng) 本題是有關(guān)化學(xué)方程式、溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)、混合物組分的綜合計(jì)算，試題難度大，容易出錯(cuò)．根據(jù)化學(xué)方程式的相關(guān)計(jì)算是初中化學(xué)的重點(diǎn)，但不是難點(diǎn)，一般學(xué)生容易解答．本題較難的是（5）（6）小問(wèn)，（5）小題，求反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，關(guān)鍵是要找準(zhǔn)溶質(zhì)的質(zhì)量和溶液質(zhì)量，求溶液質(zhì)量是要注意如有產(chǎn)生氣體或沉淀，則必須將氣體或沉淀質(zhì)量減去，如本題中20g的赤鐵礦粉中只有16g氧化鐵的質(zhì)量進(jìn)入溶液中，所以計(jì)算溶液質(zhì)量是必須用16g帶入計(jì)算而不能是20g，此處學(xué)生很容易出錯(cuò)．（6）小題，一看題目中出現(xiàn)很多數(shù)據(jù)，有的學(xué)生就混亂了，其實(shí)仔細(xì)讀題不難發(fā)現(xiàn)，在鐵的整個(gè)加工和使用過(guò)程中，鐵元素的質(zhì)量是守恒的，只要把鐵元素的質(zhì)量作為橋梁即可列出等式求解．