Question

18．小齐同学做了如图所示的实验．

若实验中所加物质每步均恰好完全反应（滤液损失忽略不计），请回答下列问题：
（1）写出实验中发生反应的化学方程式Fe₂O₃ +6HCl=2FeCl₃+3H₂O；3NaOH+FeCl₃═Fe（OH）₃↓+3NaCl；
（2）该赤铁矿石中氧化铁的纯度为80%；
（3）根据已知条件列出求解实验生成沉淀物质的质量（x）的比例式$\frac{120}{24g}=\frac{107}{x}$；
（4）在滴加氢氧化钠溶液的过程中，烧杯中溶质质量的变化情况为质量增加；
（5）若将反应后的滤液蒸发掉43.6g水，则所得不饱和溶液中溶质的质量分数为10%．
（6）若用溶质质量分数为36.5%的浓盐酸配制实验中所需的稀盐酸，则需要浓盐酸和水的质量最简比为3：7．
（7）560t这样的铁矿石和1325.7t含杂质30%菱铁矿石炼出的铁质量相同．

Answer 1

分析 （1）根据氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水解答；氯化铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠解答；
（2）根据氢氧化钠的质量求出氯化铁的质量，从而求出氧化铁的质量；
（3）根据氯化铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠解答；
（4）根据反应原理分析解答；
（5）根据第二次反应的氧化铁的质量，计算出生成的氯化铁的质量，根据溶质的质量分数计算公式即可解得；
（6）根据溶质质量一定，利用溶质质量分数公式进行计算即可．
（7）根据铁元素质量相等列出等量关系，

解答 解：
（1）赤铁矿的主要成分是氧化铁，氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，反应的化学方程式为：Fe₂O₃ +6HCl=2FeCl₃+3H₂O；
氯化铁和氰化钠反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠，反应的化学方程式为：3NaOH+FeCl₃═Fe（OH）₃↓+3NaCl．
（2）设该赤铁矿石中氧化铁的质量为x
由Fe₂O₃ +6HCl=2FeCl₃+3H₂O；3NaOH+FeCl₃═Fe（OH）₃↓+3NaCl．可知：
Fe₂O₃ ～6NaOH
160     240
 x     200g×12%
$\frac{160}{x}=\frac{240}{200g×12%}$
x=16g
该赤铁矿石中氧化铁的纯度为$\frac{16g}{20g}×$100%=80%；
（3）设实验生成沉淀物质的质量为x，生成氯化钠的质量为y
氢氧化钠的质量为200g×12%=24g
3NaOH+FeCl₃═Fe（OH）₃↓+3NaCl
120           107       175.5
 24g          x          y

 $\frac{120}{24g}=\frac{107}{x}$ 
x=21.4g
$\frac{120}{24g}=\frac{175.5}{y}$
y=35.1g
（4）由3NaOH+FeCl₃═Fe（OH）₃↓+3NaCl
        120           107
可知：每加入120份质量的氢氧化钠，生成沉淀107份，溶液增加13份；故在滴加氢氧化钠溶液的过程中，烧杯中溶质质量的变化情况为质量增加；
（5）若将反应后的滤液蒸发掉43.6g水，则所得不饱和溶液中溶质的质量分数为$\frac{35.1g}{16g+200g+200g-21.4g-43.6g}×$100%=10%；
（6）由Fe₂O₃ +6HCl=2FeCl₃+3H₂O；3NaOH+FeCl₃═Fe（OH）₃↓+3NaCl．

可知：HCl～NaOH  设HC的质量为z
      36.5  40
      z     24g
$\frac{36.5}{z}=\frac{40}{24g}$
z=21.9g
用溶质质量分数为36.5%的浓盐酸为：$\frac{21.9g}{36.5%}$=60g
加入水的质量为：200g-60g=140g
需要浓盐酸和水的质量最简比为60g：140g=3：7；
（7）560t这样的铁矿石中铁的质量=560t×80%=448t
菱铁矿石的质量=448t$÷\frac{56}{116}×$100%÷（1-30%）≈1325.7t
答案：
（1）Fe₂O₃ +6HCl=2FeCl₃+3H₂O；3NaOH+FeCl₃═Fe（OH）₃↓+3NaCl．
（2）80%；
（3）$\frac{120}{24g}=\frac{107}{x}$；
（4）质量增加；
（5）10%；
（6）3：7；
（7）1325.7t

点评 本题主要考查学生运用假设法和化学方程式进行计算和推断的能力，同时考查了分析数据的能力，计算时要注意规范性和准确性．