Question

11．某校化学实验课上，同学们用化学方法探究一种钢样品中铁的含量．同学们将11.4g钢样品和30.0g稀盐酸（足量）放入质量为130.0g烧杯中．在化学反应过程中对烧杯及其中的剩余物进行了四次称量，记录如下表：

反应时间	T0	T1	T2	T3
烧杯和药品质量/g	171.4	171.3	171.0	171.0

（1）计算这种钢样品中铁的质量分数．（最后结果精确到0.1%）
（2）某钢厂欲冶炼1120t这种钢材，炼铁的原理是将钢材与一氧化碳反应：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，问需含氧化铁80%的赤铁矿多少吨？

Answer 1

分析 （1）由图示数据可以看出，T₂和T₃时的剩余物质质量相等，说明T₂时反应已完全，气体不再产生．根据质量守恒定律，反应中产生氢气的质量=反应前物质质量总和-T₂反应后物质质量总和；利用铁与盐酸反应的化学方程式和生成氢气的质量，列出比例式，就可计算出钢样品中含铁的质量；
（2）根据钢材中铁的质量，利用反应的化学方程式，求出氧化铁的质量，

解答 解：（1）反应中产生氢气的质量=11.4g+30.0g+130.0g-171.0g=0.4g；
设钢样品中含铁的质量为x，
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
56             2
x             0.4g
$\frac{56}{x}=\frac{2}{0.4g}$
解得：x=11.2g
这种钢样品中铁的质量分数为：$\frac{11.2g}{11.4g}$×100%=98.2%
（2）设需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量为x．
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
160           112
80%x        1120t×98.2%=1099.84t
$\frac{160}{80%x}=\frac{112}{1099.84t}$
解得：x=1964t
答：
（1）计算这种钢样品中铁的质量分数98.2%；
（2）需含氧化铁80%的赤铁矿1964吨．

点评 本题主要考查学生利用化学方程式进行计算的能力．解题的关键是根据质量守恒定律求出生成气体的质量，为解答打开突破口，余下的问题就可迎刃而解．