Question

11．硫酸亞鐵用途廣泛，可用于水的絮凝凈化，以及在污水中除去磷酸鹽，以防止水體的富營養(yǎng)化．小敏設計了如下方案用赤鐵礦礦石來制備硫酸亞鐵（雜質不溶于水，不參與所以反應）．

（1）過程Ⅰ中，X物質是焦炭，過程Ⅰ發(fā)生的反應方程式為：3C+2Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Fe+3CO₂↑．
（2）反應過程中，不計物質損耗，則m=30.4g．
（3）過程Ⅱ理論上需要4.9%稀硫酸溶液多少克？

Answer 1

分析 題目是利用礦石轉化得到鐵，然后進一步得到硫酸亞鐵．所以第一步需要加入還原性物質，而題目提到過程要碾碎，所以應該是都為固體，所以加入的還原性物質為焦炭．題目要求計算硫酸亞鐵的質量和消耗的硫酸的量，所以建議使用關系式法計算．這樣可以避免先求算鐵的質量．

解答 解：由于過程I是鐵礦石提煉單質鐵，所以加入還原性物質，而題目提到加工方式為碾碎，所以均為固體，則還原性物質應該是焦炭，過程的反應為焦炭和氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，即   3C+2Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Fe+3CO₂↑．
設生成的硫酸亞鐵的質量為x，消耗的4.9%的稀硫酸的質量為y．
根據3C+2Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Fe+3CO₂↑和Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
可得關系式
2Fe₂O₃～～4Fe～～4H₂SO₄～～4FeSO₄
320                           392        608
20g×80%                   4.9%y       x
$\frac{320}{20g×80%}$=$\frac{392}{4.9%y}$=$\frac{608}{x}$
x=30.4g
y=400g
答：（1）過程Ⅰ中，X物質是 焦炭，過程Ⅰ發(fā)生的反應方程式為：3C+2Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Fe+3CO₂↑．
（2）反應過程中，不計物質損耗，則m=30.4g．
（3）過程Ⅱ理論上需要4.9%稀硫酸溶液400克

點評 計算中要注意整合整個題目，能通過一次性計算的數據盡可能一次求算，另外注意合理選擇計算的技巧，本題采用關系式法，減少了一個數據的計算．