Question

【题目】(6分)某学校化学兴趣小组的同学想测定赤铁矿中氧化铁的含量，做了如下实验：首先称取100 g该赤铁矿样品放入烧杯中，然后将500g的稀盐酸分5次加入烧杯内(假设其余杂质均不与盐酸反应也不溶于水)进行充分反应．实验过程中的数据记录如下：

	第一次	第二次	第三次	第四次	第五次
稀盐酸的质量	100g	100g	100g	100g	100g
溶液的质量	116.0g	X	348.0g	464.0g	575.0g

请回答下列问题：

(1)该小组要用质量分数为36．5％浓盐酸配制所需的500g的稀盐酸，则需浓盐酸的质量为_____

(2)写出实验中发生反应的化学方程式 ____________________

(3)列出求解生成氯化铁总质量的比例式 ____________________

(4)将第二次反应后所得溶液蒸发掉32g水(未达到饱和)，则所得溶液的溶质质量分数是________

(5)某工厂要想制得420t含杂质3％的生铁，需要这种赤铁矿的质量为 ___________

Answer 1

【答案】(1)300g；(2) Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O ；

(3) ；(4)32.5%；(5)776t.

【解析】

试题分析：由题知，发生的反应为氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，所以反应后溶液增加的质量就是盐酸反应的氧化铁的质量.由第一次加入100g盐酸反应后，溶液的质量变为了116g，所以反应了16g氧化铁，因为在第四次加入100g盐酸反应后，溶液质量比第三次溶液质量增加了16g，所以说明在第三次、第二次、第一次加入100g盐酸后，盐酸均完全反应而氧化铁有剩余.

解:第一次加入盐酸后反应的氧化铁的质量为116g-100g=16g.

设所用稀盐酸溶液的溶质质量分数为X.

Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O

219

16g 100﹒X

解得X=21.9%

设:需要浓盐酸的质量为Y.则有36.5%﹒Y=21.9%×500g，解得X=300g.

(2)该反应的化学方程式为Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O

(3)因为第五次加入100g盐酸后，溶液的质量增加了575g-464g=11g<16g，所以此时氧化铁已经完全反应了，而盐酸有剩余，即反应的氧化铁的总质量为575g-500g=75g.

设：完全反应后生成氯化铁的质量为M.

Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O

160 325

75g M

可以得到求解氯化铁的计算式为.

(4)当第二次加入盐酸完全反应后，共反应的氧化铁的质量为16g×2=32g，此时得到的溶液质量为100g+100g+32g=232g，若再蒸发32g水，则最终得到的溶液的质量为200g.

设:第二次反应后生成的氯化铁的质量为N.

Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O

160 325

32g N

解得N=65g.

故所得溶液的溶质质量分数为:

.

(5) 420t含杂质3％的生铁中含铁的质量为420t×(1-3%)=407.4t.

设:要得到407.4t的铁所需氧化铁的质量为P.

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

160 112

P 407.4t

解得P=582t.

因为100g矿石中含氧化铁的质量为75g，所以此矿石中氧化铁的质量分数为75%，所以生产420t含杂质3％的生铁所需该赤铁矿的质量为582t÷75%=776t.