Question

20．為了測(cè)量鐵銹（Fe₂O₃•xH₂O）中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
步驟①：取20g鐵銹，加入足量的14.6%的稀鹽酸200g，充分反應(yīng)．
步驟②：向①反應(yīng)后的溶液中慢慢滴入16%的NaOH溶液，溶液pH的變化如圖1所示．

（1）步驟①反應(yīng)后所得溶液中的溶質(zhì)是FeCl₃、HCl（寫(xiě)化學(xué)式）．
（2）步驟②中與FeCl₃反應(yīng)的NaOH溶液的質(zhì)量是150g，生成沉淀的質(zhì)量是21.4g（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程，精確到0.1）
（3）根據(jù)計(jì)算所得數(shù)據(jù)在圖2中畫(huà)出產(chǎn)生沉淀的曲線．
（4）鐵銹中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為56%（精確到0.1%）．

Answer 1

分析 由于開(kāi)始溶液顯酸性，且加入50g氫氧化鈉溶液沒(méi)有沉淀生成，所以應(yīng)該是開(kāi)始的鹽酸加入的過(guò)量了，所以混合物為氯化鐵和鹽酸的混合物．由圖可知與氯化鐵反應(yīng)生成沉淀的氫氧化鈉溶液的質(zhì)量為150g，根據(jù)氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量結(jié)合對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式找到氫氧化鈉和氫氧化鐵以及鐵元素的質(zhì)量關(guān)系，通過(guò)關(guān)系式法求算出氫氧化鐵和鐵元素的質(zhì)量，進(jìn)而畫(huà)圖和求算對(duì)應(yīng)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：由于開(kāi)始溶液顯酸性，且加入50g氫氧化鈉溶液沒(méi)有沉淀生成，所以應(yīng)該是開(kāi)始的鹽酸加入的過(guò)量了，所以混合物為氯化鐵和鹽酸的混合物．
由圖可以看出和氯化鐵反應(yīng)的氫氧化鈉溶液的質(zhì)量為150g，其中含有的氫氧化鈉的質(zhì)量為150g×16%=24g
設(shè)生成的氫氧化鐵的質(zhì)量為x，對(duì)應(yīng)的鐵元素的質(zhì)量為y
根據(jù)FeCl₃+3NaOH═Fe（OH）₃↓+3NaCl可得關(guān)系式
Fe～～～3NaOH～～～Fe（OH）₃↓    
56               120           107
y                  24g           x
$\frac{56}{y}$=$\frac{120}{24g}$=$\frac{107}{x}$
x=21.4g
y=11.2g
則鐵銹中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{11.2g}{20g}$×100%=56%
由于加入氫氧化鈉溶液時(shí)前50g是和鹽酸反應(yīng)，所以沒(méi)有沉淀．之后加入的氫氧化鈉溶液與生成的氫氧化鐵沉淀成正比，等到生成21.4g氫氧化鐵時(shí)質(zhì)量不再增加，變成一條水平直線．如圖：
故答案為：
（1）FeCl₃、HCl；
（2）150g；21.4g
（3）；
（4）56%．

點(diǎn)評(píng) 根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算時(shí)，第一要正確書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式，第二要使用正確的數(shù)據(jù)，第三計(jì)算過(guò)程要完整．