Question

3．取20g赤鐵礦石樣品（假設(shè)赤鐵礦樣品中雜質(zhì)不溶于水，也不與酸反應(yīng)），加入300g質(zhì)量分?jǐn)?shù)7.3%的稀鹽酸，恰好完全反應(yīng)．請回答問題：
（1）若用質(zhì)量分?jǐn)?shù)36.5%的濃鹽酸配制300g質(zhì)量分?jǐn)?shù)7.3%的稀鹽酸，所加水的質(zhì)量為240g．
（2）寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O．
（3）根據(jù)已知條件列出求解赤鐵礦中氧化鐵質(zhì)量（X）的比例式$\frac{160}{219}$=$\frac{x}{21.9g}$
（4）將反應(yīng)所得溶液蒸發(fā)153.5g水，則最終所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%．
（5）若用上述赤鐵礦石冶煉126t含雜質(zhì)4%的生鐵，冶煉過程中礦石的利用率為90%，則需要上述赤鐵礦石的質(zhì)量為240t．

Answer 1

分析 （1）溶液稀釋過程中時(shí)加入的水，所以溶質(zhì)的質(zhì)量保持不變，計(jì)算以此為依據(jù)．
（2）氧化鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水；
（3）由于300g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.3%的鹽酸完全反應(yīng)，所以可以根據(jù)HCl求算氧化鐵的質(zhì)量；
（4）由于反應(yīng)后的溶質(zhì)為氯化鐵，所以要求算氯化鐵的質(zhì)量，然后求算溶液中的氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（5）冶煉過程鐵元素是有損失，所以過程不能理解為鐵元素守恒．

解答 解：
由于稀釋溶液過程中溶質(zhì)的質(zhì)量保持不變，設(shè)配制300g質(zhì)量分?jǐn)?shù)7.3%的稀鹽酸，所需要的36.5%的濃鹽酸的質(zhì)量為a．
36.5%a=300g×7.3%
a=60g
則加入的水的質(zhì)量為300g-60g=240g．
當(dāng)300g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.3%的稀鹽酸完全反應(yīng)時(shí)，需要的氧化鐵的質(zhì)量x，生成的氯化鐵的質(zhì)量為y．
Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O
160      219                        325
x       300g×7.3%=21.9g       y
$\frac{160}{219}$=$\frac{x}{21.9g}$    x=16g
$\frac{219}{325}$=$\frac{21.9g}{y}$   y=32.5g
將反應(yīng)所得溶液蒸發(fā)153.5g水，則最終所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{32.5g}{16g+300g-153.5g}$×100%=20%
礦石樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{16g}{20g}$×100%=80%
設(shè)冶煉126t含雜質(zhì)4%的生鐵，冶煉過程中礦石的利用率為90%，則需要上述赤鐵礦石的質(zhì)量為m．
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
160                      112
80%m×90%           126t×（1-4%）
$\frac{160}{112}$=$\frac{80%m×90%}{126t×（1-4%）}$
m=240t
故答案為：（1）240．（2）Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O．（3）$\frac{160}{219}$=$\frac{x}{21.9g}$（4）20%．（5）240．

點(diǎn)評 本題有兩點(diǎn)特別要注意，一是沒必要按照給定的12345的順序去逐一求算，而是要考慮在過程中哪些量需要求算，那些可以借助一個(gè)反應(yīng)求算出來；第二是本題中最后一問有損失，在計(jì)算中尤其要注意，其實(shí)這就是化學(xué)問題的實(shí)際化，生產(chǎn)過程是每一個(gè)轉(zhuǎn)化過程都有損失的．