Question

14．某化學(xué)興趣小組用化學(xué)方法測(cè)定一種鋼樣品中鐵的含量．同學(xué)們稱取了5.8g生鐵樣品，投入裝有10.0g稀硫酸（足量）的燒杯（燒杯質(zhì)量也為10.0g）中．在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中對(duì)燒杯（包括溶液和殘余固體）進(jìn)行了四次稱量，記錄如表：

反應(yīng)時(shí)間	T0	T1	T2	T3
燒杯和藥品的質(zhì)量（克）	25.8	25.7	25.6	25.6

（1）反應(yīng)中產(chǎn)生氫氣0.2克，這種生鐵樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？
（2）求生產(chǎn)100t這種生鐵，至少需要含氧化鐵80%的赤鐵礦的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）表中數(shù)據(jù)表明，第三次稱得質(zhì)量和第四次稱得質(zhì)量相等，此現(xiàn)象說(shuō)明在第三次稱重時(shí)已完全反應(yīng)，此時(shí)所稱得質(zhì)量為25.5g，與反應(yīng)前的總質(zhì)量=5.8g+10g+10g=25.8g相比，少了0.2g；由于反應(yīng)中只放出氫氣，所以生成氫氣的質(zhì)量為0.2g；
生鐵為鐵和碳的混合物，其中碳不與硫酸反應(yīng)，所得氫氣質(zhì)量為鐵與硫酸反應(yīng)所產(chǎn)生；
（2）由樣品質(zhì)量和雜質(zhì)質(zhì)量可以計(jì)算出樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，再結(jié)合生鐵的質(zhì)量100t可以計(jì)算出生鐵中鐵元素的質(zhì)量，由于化學(xué)反應(yīng)中元素質(zhì)量守恒，根據(jù)氧化鐵的化學(xué)式可以計(jì)算出氧化鐵的質(zhì)量，最后再結(jié)合赤鐵礦中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，就可以計(jì)算出赤鐵礦的質(zhì)量．

解答 解：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒，反應(yīng)前后質(zhì)量差即為氫氣質(zhì)量，所以，生成氫氣的質(zhì)量=5.8g+10g+10g-25.6g=0.2g；
（2）設(shè)5.8g鋼樣品中含鐵質(zhì)量為X，則：
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
56             2
x            0.2g
$\frac{56}{x}=\frac{2}{0.2g}$
解之得x=5.6g
這種生鐵樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是=$\frac{5.6g}{5.8g}×$100%≈93%
設(shè)赤鐵礦的質(zhì)量為y
3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
   160         112
   y×80%     100t×93%
$\frac{160}{y×80%}=\frac{112}{100t×93%}$
y≈1659t
答案：
（1）0.2；這種生鐵樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是93%；
（2）生產(chǎn)100t這種生鐵，至少需要含氧化鐵80%的赤鐵礦的質(zhì)量為1659t．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查含雜質(zhì)的物質(zhì)的化學(xué)方程式計(jì)算，難度較大．