Question

某化驗員對煉鐵廠購進的赤鐵礦石（主要成分為Fe₂O₃）樣品進行分析，取20g該樣品加入稀鹽酸中，完全反應后，共用去184g稀鹽酸，過濾得濾渣4.0g（雜質既不溶于酸也不溶于水）該反應原理是：Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，求：
（1）該赤鐵礦石樣品中的Fe₂O₃的質量分數？
（2）稀鹽酸的溶質質量分數？
（3）反應后所得的溶液中溶質質量分數？

Answer 1

解：（1）依據題意可知，赤鐵礦中氧化鐵的質量為：20.0g-4.0g=16.0g；
赤鐵礦石樣品中的Fe₂O₃的質量分數為 ×100%=80.0%
（2）設反應后生成FeCl₃的質量為x，消耗氯化氫的質量是y；
Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3 H₂O
160 219 325
16.0g y x

x=32.5g
y=21.9g
稀鹽酸的溶質質量分數×100%=11.9%
（3）反應后所得FeCl₃溶液的質量為：20.0g+184.0g-4.0g=200.0g
反應后所得FeCl₃溶液的質量分數為：×100%=16.25%
答：（1）赤鐵礦石樣品中Fe₂O₃的質量為16.0g，其純度為80.0%
（2）稀鹽酸的溶質質量分數11.9%；
（3）反應后所得溶液中溶質的質量分數為16.25%
分析：（1）由題意可知赤鐵礦石中的雜質既不容易酸，也不溶于水，而且該題目中涉及的化學反應也不會生成沉淀，所以濾渣的質量就是赤鐵礦石中雜質的質量．那么樣品中Fe₂O₃的質量=用樣品的質量-雜質的質量．
（2）由氧化鐵的質量根據氧化鐵與稀鹽酸反應的化學方程式可以計算出稀鹽酸中溶質的質量分數．
（3）根據題意反應后溶質是FeCl₃，可以根據化學方程是求出其質量．反應后所得溶液的質量=反應前所以物質的質量-雜質的質量．即可求出反應后溶液中溶質的質量分數．
點評：求反應后所得溶液的質量的計算是初中化學計算的一個重點內容，其方法一般是：所加入的所有物質的質量總和-生成氣體的質量-生成沉淀的質量．