Question

6．为了测定某赤铁矿中氧化铁的质量分数，现取赤铁矿样品，与质量分数为19.6%的稀硫酸在烧杯（烧杯质量为50g）中恰好完全反应（假设赤铁矿样品中杂质不与稀硫酸反应也不溶于水）．有关实验数据如下表：

	反应前		反应后
实验 数据	烧杯和稀硫酸的质量	赤铁矿样品的质量	烧杯和混合物的质量
	200g	20g	220g

（1）配制上述质量分数为19.6%的稀硫酸，需要质量分数为98%的浓硫酸的质量是30g；
（2）发生反应的化学方程式为Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；
（3）利用已知条件求解氧化铁质量（X）的比例式为$\frac{160}{x}$=$\frac{294}{150g×19.6%}$；
（4）向反应后所得溶液中加入34g水，则最终溶液中溶质的质量分数是20%；
（5）利用150t该赤铁矿可制得含杂质的生铁的质量是114t．

Answer 1

分析 （1）根据98%的浓硫酸配制19.6%的稀硫酸可采取加水稀释，稀释前后溶质硫酸的质量不变，可由19.8%的稀硫酸的量计算所需98%浓硫酸的质量；
（2）根据赤铁矿的主要成分为氧化铁，氧化铁与硫酸可发生复分解反应，通过交换成分可形成硫酸铁和水进行分析；
（3）根据反应的化学方程式，可由氧化铁质量计算出硫酸的质量x；赤铁矿样品为氧化铁与杂质，杂质不溶解于酸和水，所以滤渣质量即为铁矿石中的杂质；
（4）根据反应的化学方程式，可由氧化铁质量计算出硫酸铁的质量，从而求出最终所得溶液溶质的质量分数；
（5）根据20g赤铁矿中氧化铁的质量是16g，200t该赤铁矿中氧化铁的质量是120t，杂质30t解答．

解答 解：（1）需要质量分数为98%的浓硫酸的质量是：$\frac{（200g-50g）×19.6%}{98%}$=30g；
（2）氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水，化学方程式为：化学方程式为：Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；
（3）设氧化铁的质量为x，生成硫酸铁为y，
Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O
     160   294  400
     x   150g×19.6% y
  $\frac{160}{x}$=$\frac{294}{150g×19.6%}$=$\frac{400}{y}$
   x=16g
   y=40g
（4）最终溶液中溶质的质量分数是：$\frac{40g}{150g+16g+34g}$×100%=20%；
（5）20g赤铁矿中氧化铁的质量是16g，150t该赤铁矿中氧化铁的质量是120t，含杂质30t，120g氧化铁含铁的质量是：$\frac{112}{160}$×100%×120t=84t，所以可制得含杂质的生铁的质量是：84t+34t=114t．
故答案为：（1）30g；
（2）Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；
（3）$\frac{160}{x}$=$\frac{294}{150g×19.6%}$；
（4）20%；
（5）114t．

点评 根据质量守恒定律，最终所得溶液的质量=赤铁矿样品质量+参加反应稀硫酸的质量+所加水的质量-滤渣的质量．