Question

8．為測(cè)定生鐵中鐵元素的含量，現(xiàn)將一定質(zhì)量的生鐵樣品與100g質(zhì)量分?jǐn)?shù)9.8%的稀硫酸恰好完全反應(yīng)（雜質(zhì)不溶于水，也不與酸反應(yīng)），過濾，將所得的固體洗滌、干燥后稱量固體質(zhì)量為1.4g．請(qǐng)回答下列問題：
（1）若用98%的濃硫酸配制100g質(zhì)量分?jǐn)?shù)9.8%的稀硫酸，需要加水的質(zhì)量90g；
（2）寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
（3）求解生鐵樣品中參加反應(yīng)的物質(zhì)質(zhì)量（x）的比例式$\frac{56}{98}$=$\frac{x}{98g}$；
（4）該生鐵中鐵的含量為80%；
（5）將反應(yīng)后得到的濾液中加入94.6g水，則最終所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.6%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)稀釋前后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量不變結(jié)合密度公式可以完成解答；
（2）根據(jù)鐵與硫酸反應(yīng)的生成硫酸亞鐵及氫氣的特點(diǎn)，寫出鐵與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，由反應(yīng)中鐵與硫酸的質(zhì)量關(guān)系，列出參加反應(yīng)鐵的質(zhì)量的計(jì)算比例式；
（4）利用生成中所含鐵的質(zhì)量，計(jì)算該生鐵中含鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（5）反應(yīng)后所得溶液為硫酸亞鐵溶液，最終溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{反應(yīng)生成硫酸亞鐵的質(zhì)量}{反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量+加入水的質(zhì)量}$×100%，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)算生成硫酸亞鐵的質(zhì)量，根據(jù)質(zhì)量守恒定律計(jì)算反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量；
（6）鐵礦石的利用率為90%即鐵礦石中鐵元素質(zhì)量的90%被轉(zhuǎn)化為生鐵，根據(jù)生鐵中所含鐵元素的質(zhì)量即鐵礦石中所含鐵元素質(zhì)量的90%，由鐵礦石計(jì)算所得生鐵質(zhì)量．

解答 解：
（1）設(shè)需要濃度為98%的硫酸質(zhì)量是x
x×98%=100g×9.8%
x=10g
需要水的質(zhì)量=100g-10g=90g，
（2）鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，化學(xué)方程式為Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
（3）lOOg 9.8%的稀硫酸中含硫酸的質(zhì)量=100g×9.8%=9.8g
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56   98
x    9.8g
$\frac{56}{98}$=$\frac{x}{98g}$
x=5.6g
（4）解得x=5.6g，即生鐵樣品中含鐵5.6g
該生鐵中含鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{5.6g}{5.6g+1.4g}$×100%=80%；
（5）設(shè)恰好完全反應(yīng)時(shí)，生成硫酸亞鐵的質(zhì)量為y，生成氫氣的質(zhì)量為z
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
     98           152    2
     9.8g          y      z
$\frac{98}{9.8g}$=$\frac{152}{y}$=$\frac{2}{z}$
解得y=15.2g，z=0.2g
最終溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{15.2g}{5.6g+100g-0.2g+94.6g}$×100%=7.6%；
本題答案為：
（1）90 g
（2）Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑   
（3）$\frac{56}{98}$=$\frac{x}{98g}$
（4）80% 
（5）7.6%

點(diǎn)評(píng) 根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式能表示反應(yīng)中各物質(zhì)的質(zhì)量比，由反應(yīng)中某物質(zhì)的質(zhì)量可計(jì)算出反應(yīng)中其它物質(zhì)的質(zhì)量．