Question

【題目】(6分)某學校化學興趣小組的同學想測定赤鐵礦中氧化鐵的含量，做了如下實驗：首先稱取100 g該赤鐵礦樣品放入燒杯中，然后將500g的稀鹽酸分5次加入燒杯內(假設其余雜質均不與鹽酸反應也不溶于水)進行充分反應．實驗過程中的數據記錄如下：

	第一次	第二次	第三次	第四次	第五次
稀鹽酸的質量	100g	100g	100g	100g	100g
溶液的質量	116.0g	X	348.0g	464.0g	575.0g

請回答下列問題：

(1)該小組要用質量分數為36．5％濃鹽酸配制所需的500g的稀鹽酸，則需濃鹽酸的質量為_____

(2)寫出實驗中發生反應的化學方程式 ____________________

(3)列出求解生成氯化鐵總質量的比例式 ____________________

(4)將第二次反應后所得溶液蒸發掉32g水(未達到飽和)，則所得溶液的溶質質量分數是________

(5)某工廠要想制得420t含雜質3％的生鐵，需要這種赤鐵礦的質量為 ___________

Answer 1

【答案】(1)300g；(2) Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O ；

(3) ；(4)32.5%；(5)776t.

【解析】

試題分析：由題知，發生的反應為氧化鐵與鹽酸反應生成氯化鐵和水，所以反應后溶液增加的質量就是鹽酸反應的氧化鐵的質量.由第一次加入100g鹽酸反應后，溶液的質量變為了116g，所以反應了16g氧化鐵，因為在第四次加入100g鹽酸反應后，溶液質量比第三次溶液質量增加了16g，所以說明在第三次、第二次、第一次加入100g鹽酸后，鹽酸均完全反應而氧化鐵有剩余.

解:第一次加入鹽酸后反應的氧化鐵的質量為116g-100g=16g.

設所用稀鹽酸溶液的溶質質量分數為X.

Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O

219

16g 100﹒X

解得X=21.9%

設:需要濃鹽酸的質量為Y.則有36.5%﹒Y=21.9%×500g，解得X=300g.

(2)該反應的化學方程式為Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O

(3)因為第五次加入100g鹽酸后，溶液的質量增加了575g-464g=11g<16g，所以此時氧化鐵已經完全反應了，而鹽酸有剩余，即反應的氧化鐵的總質量為575g-500g=75g.

設：完全反應后生成氯化鐵的質量為M.

Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O

160 325

75g M

可以得到求解氯化鐵的計算式為.

(4)當第二次加入鹽酸完全反應后，共反應的氧化鐵的質量為16g×2=32g，此時得到的溶液質量為100g+100g+32g=232g，若再蒸發32g水，則最終得到的溶液的質量為200g.

設:第二次反應后生成的氯化鐵的質量為N.

Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O

160 325

32g N

解得N=65g.

故所得溶液的溶質質量分數為:

.

(5) 420t含雜質3％的生鐵中含鐵的質量為420t×(1-3%)=407.4t.

設:要得到407.4t的鐵所需氧化鐵的質量為P.

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

160 112

P 407.4t

解得P=582t.

因為100g礦石中含氧化鐵的質量為75g，所以此礦石中氧化鐵的質量分數為75%，所以生產420t含雜質3％的生鐵所需該赤鐵礦的質量為582t÷75%=776t.