Question

為測定生鐵中鐵元素的含量，現(xiàn)將一定質(zhì)量的生鐵樣品和lOOg 9.8%的稀硫酸恰好完全反應（雜質(zhì)不溶于水，也不與酸反應），過濾將所得的固體洗滌干燥后稱量為1.4g．若用密度為1.25g/cm³80%的濃硫酸，配制lOOg 9.8%的稀硫酸，請回答下列問題：
（1）在量筒中畫出量取濃硫酸的體積數(shù)的圖形；
（2）寫出上述反應的化學方程式

 

．
（3）求解生鐵樣品中參加反應物質(zhì)質(zhì)量（x）的比例是

 

．
（4）該生鐵中含鐵的質(zhì)量分數(shù)為

 

．
（5）將反應后得到的濾液小火蒸發(fā)掉5.4g水（蒸發(fā)水的過程中沒有晶體析出），則最終溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為

 

．
（6）若工業(yè)上用含氧化鐵80%的赤鐵礦lOt，能練出上述生鐵的質(zhì)量為

 

t（假設煉制過程中鐵礦石的利用率為90%）．

Answer 1

分析：（1）使用80%的濃硫酸配制9.8%的硫酸，需要加水稀釋，根據(jù)加水稀釋前后溶液中溶質(zhì)質(zhì)量不變，由稀釋后所得稀硫酸可計算所需要濃硫酸的體積，并根據(jù)量筒量取液體的方法，在量筒中畫出量取濃硫酸的體積數(shù)的圖形；
（2）根據(jù)鐵與硫酸反應的生成硫酸亞鐵及氫氣的特點，寫出鐵與硫酸反應的化學方程式；
（3）根據(jù)反應的化學方程式，由反應中鐵與硫酸的質(zhì)量關系，列出參加反應鐵的質(zhì)量的計算比例式；
（4）利用生成中所含鐵的質(zhì)量，計算該生鐵中含鐵的質(zhì)量分數(shù)；
（5）反應后所得溶液為硫酸亞鐵溶液，最終溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)=

反應生成硫酸亞鐵的質(zhì)量

反應后所得溶液質(zhì)量-蒸發(fā)水的質(zhì)量

×100%，根據(jù)反應的化學方程式計算生成硫酸亞鐵的質(zhì)量，根據(jù)質(zhì)量守恒定律計算反應后所得溶液的質(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%，由鐵礦石計算所得生鐵質(zhì)量．

解答：解：
（1）配制lOOg 9.8%的稀硫酸，需要密度為1.25g/cm³80%的濃硫酸的體積=

100g×9.8%

80%×1.25g/cm3

=9.8mL；在畫出量取濃硫酸的體積數(shù)的圖形時，量筒的刻度是從下向上逐漸增大，因此，凹液面的最低處應在9mL上方的第8個刻度線處；
（2）鐵與硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，化學方程式為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

56

98

=

x

9.8g

（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)量分數(shù)=

5.6g

5.6g+1.4g

×100%=80%；
（5）設恰好完全反應時，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

98

9.8g

=

152

y

=

2

z

解得y=15.2g，z=0.2g
最終溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)=

15.2g

5.6g+100g-0.2g-5.4g

×100%=15.2%；
（6）生鐵的質(zhì)量=

10t×80%× 112 160 ×100%×90%

80%

=6.3t

故答案為：
（1）

（2）Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；（3）

56

98

=

x

9.8g

；（4）80%；（5）15.2%；（6）6.3．

點評：根據(jù)反應的化學方程式能表示反應中各物質(zhì)的質(zhì)量比，由反應中某物質(zhì)的質(zhì)量可計算出反應中其它物質(zhì)的質(zhì)量．