Question

現(xiàn)有含雜質(zhì)的赤鐵礦（主要成分為Fe₂O₃）樣品，為了測定該樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，某同學(xué)取該樣品5.0g．該同學(xué)在實(shí)驗室用一氧化碳還原赤鐵礦（雜質(zhì)不參加反應(yīng)）．裝置示意圖如下：

（1）在直形管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：

 

．
（2）在盛有足量澄清石灰水試管的中里，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：

 

．
（3）樣品充分反應(yīng)后，測定實(shí)驗數(shù)據(jù)，澄清石灰水增重3.3g．
（4）計算：
①反應(yīng)生成CO₂的質(zhì)量是：

 

；②Fe₂O₃的相對分子質(zhì)量是：

 

；
③10g赤鐵礦中含氧化鐵的質(zhì)量是：

 

g；④該樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)一氧化碳還原赤鐵礦中反應(yīng)物和生成物來書寫化學(xué)反應(yīng)方程式；
（2）足量澄清石灰水與二氧化碳反應(yīng)來書寫化學(xué)反應(yīng)方程式；
（4）由澄清石灰水增重3.3g，根據(jù)反應(yīng)可知增重質(zhì)量即為二氧化碳質(zhì)量，根據(jù)相對原子質(zhì)量可計算相對分子質(zhì)量，然后將二氧化碳質(zhì)量代入煉鐵的化學(xué)反應(yīng)方程式來計算氧化鐵的質(zhì)量，最后計算樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（1）由該實(shí)驗可知，一氧化碳還原赤鐵礦的反應(yīng)中，反應(yīng)物為CO和Fe₂O₃，由石灰水變渾濁及元素守恒，則生成物為Fe和CO₂，
則反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe₂O₃ +3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂，故答案為：Fe₂O₃ +3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂；
（2）因石灰水足量，則二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣和水，即反應(yīng)為Ca（OH）₂ +CO₂=CaCO₃↓+H₂O，故答案為：Ca（OH）₂ +CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（4）①由測定實(shí)驗數(shù)據(jù)，澄清石灰水增重3.3g，可知石灰水增重是因吸收了二氧化碳的質(zhì)量，即二氧化碳的質(zhì)量為3.3g，故答案為：3.3g；
②由氧化鐵的化學(xué)式為Fe₂O₃，其相對分子質(zhì)量為56×2+16×3=160，故答案為：160；
③設(shè)5.0g樣品中氧化鐵的質(zhì)量為xg，則
Fe₂O₃ +3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂，
160                  132
 x                   3.3g

160

132

=

x

3.3g

，解得x=4.0g，
即5．g樣品中含有氧化鐵的質(zhì)量為4.0g，
則10.0g樣品中含有氧化鐵的質(zhì)量為

10.0g

5.0g

×4.0g=8.0g，故答案為：8.0；
④樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

4.0g

5.0g

×100%=80%，故答案為：80%．

點(diǎn)評：本題考查煉鐵的反應(yīng)方程式的書寫及有關(guān)計算，學(xué)生應(yīng)明確反應(yīng)現(xiàn)象來判讀反應(yīng)物和生成物，明確石灰水增重的原因是計算的關(guān)鍵．