Question

(7分)為測定生鐵中鐵元素的含量，現(xiàn)將一定質(zhì)量的生鐵樣品和lOOg 9．8％的稀硫酸恰好完全反應(yīng)(雜質(zhì)不溶于水，也不與酸反應(yīng))，過濾將所得的固體洗滌干燥后稱量為1．4g。若用密度為1．25 g／cm³80％的濃硫酸，配制lOOg 9．8％的稀硫酸，請回答下列問題：
(1)在量筒中畫出量取濃硫酸的體積數(shù)的圖形；

(2)寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________________________________
(3)求解生鐵樣品中參加反應(yīng)物質(zhì)質(zhì)量(x)的比例是_________________________
(4)該生鐵中含鐵的質(zhì)量分數(shù)為__________________________
(5)將反應(yīng)后得到的濾液小火蒸發(fā)掉5．4 g水(蒸發(fā)水的過程中沒有晶體析出)，則最終溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為_____________________
(6)若工業(yè)上用含氧化鐵80％的的赤鐵礦lOt，能練出上述生鐵的質(zhì)量為_______________t(假設(shè)煉制過程中鐵礦石的利用率為90％)。

Answer 1

（1）

（2）Fe+H₂SO₄= FeSO₄+ H₂↑（3）56/98=5.6/x  (4)80% (5)15.2%(6)6.3t

（1）使用80%的濃硫酸配制9.8%的硫酸，需要加水稀釋，根據(jù)加水稀釋前后溶液中溶質(zhì)質(zhì)量不變，由稀釋后所得稀硫酸可計算所需要濃硫酸的體積，并根據(jù)量筒量取液體的方法，在量筒中畫出量取濃硫酸的體積數(shù)的圖形；配制lOOg 9.8%的稀硫酸，需要密度為1.25g/cm380%的濃硫酸的體積=100g×9.8% 80%×1.25g/cm3 =9.8mL；在畫出量取濃硫酸的體積數(shù)的圖形時，量筒的刻度是從下向上逐漸增大，因此，凹液面的最低處應(yīng)在9mL上方的第8個刻度線處；
（2）根據(jù)鐵與硫酸反應(yīng)的生成硫酸亞鐵及氫氣的特點，寫出鐵與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，由反應(yīng)中鐵與硫酸的質(zhì)量關(guān)系，列出參加反應(yīng)鐵的質(zhì)量的計算比例式；lOOg 9.8%的稀硫酸中含硫酸的質(zhì)量=100g×9.8%=9.8g
Fe+H₂SO₄= FeSO₄+ H₂↑
56   98
x   9.8g
56： 98 =x： 9.8g
（4）利用生成中所含鐵的質(zhì)量，計算該生鐵中含鐵的質(zhì)量分數(shù)；）解得x=5.6g，即生鐵樣品中含鐵5.6g
該生鐵中含鐵的質(zhì)量分數(shù)="5.6g/(" 5.6g+1.4g )×100%=80%；
（5）反應(yīng)后所得溶液為硫酸亞鐵溶液，最終溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)=反應(yīng)生成硫酸亞鐵的質(zhì)量反應(yīng)后所得溶液質(zhì)量-蒸發(fā)水的質(zhì)量 ×100%，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式計算生成硫酸亞鐵的質(zhì)量，根據(jù)質(zhì)量守恒定律計算反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量；
設(shè)恰好完全反應(yīng)時，生成硫酸亞鐵的質(zhì)量為y，生成氫氣的質(zhì)量為z
Fe+H₂SO₄= FeSO₄+ H₂↑
98   152  2
9.8g   y   z
98 9.8g ="152" y ="2" z解得y=15.2g，z=0.2g
溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)="15.2g/(" 5.6g+100g-0.2g-5.4g) ×100%=15.2%；
（6）鐵礦石的利用率為90%即鐵礦石中鐵元素質(zhì)量的90%被轉(zhuǎn)化為生鐵，根據(jù)生鐵中所含鐵元素的質(zhì)量即鐵礦石中所含鐵元素質(zhì)量的90%，由鐵礦石計算所得生鐵質(zhì)量．生鐵的質(zhì)量=(10t×80%×112/ 160 ×100%×90% )/ 80% =6.3t