Question

(6分)學校從某工廠購進一瓶赤鐵礦樣品（已被加工成粉末狀，且其中雜質不含鐵，也不與酸反應），其標簽上的部分內容如下圖所示，由于保存不當，標簽部分信息丟失，為了解該樣品中Fe₂O₃的質量分數，小明知道，鐵銹的主要成分也是Fe₂O₃，他根據除銹的原理做了如下的探究活動：

（1）工業上用稀鹽酸除銹的反應化學方程式為；
                                                    ；
（2）為了測出樣品中Fe₂O₃的含量，小明欲配制200g的7.3%的稀鹽酸，則他需要40%濃鹽酸的質量             ；
（3）在探究過程中小明測知10g的鐵礦石樣品，恰好與150g剛配好的稀鹽酸完全反應，利用該組數據，求解10g該樣品中Fe₂O₃質量（x）的比例為                 ；
（4）根據該組數據小明也同樣迅速計算出以下兩組數據：
①鐵礦石樣品中Fe₂O₃的質量分數                    ；
②若向反應后溶液中加入167g水，則最終所得溶液中溶質質量分數為            ；
（5）利用上述赤鐵礦石冶煉56噸含鐵97%的生鐵，則需此礦石的質量         。

Answer 1

（1）Fe₂O₃ +6HCl==2FeCl₃ +3H₂O；（2）36.5g; （3）160/219==X/(150g×7.3%)(或160/219==X/10.95g;  (4)①80% ②5%;  (5)97t

（1）略(2)考查的是溶液稀釋的問題,溶液的稀釋過程中加的是溶劑，故溶質不變，所以稀釋前和稀釋后的溶質質量相等，若假設濃鹽酸的質量為X的話，即有200×7.3%=X·40%,所以X=36.5g
（3）解：設10g該樣品中Fe₂O₃質量為X
Fe₂O₃ +6HCl==2FeCl₃ +3H₂O
160    219
X   150g×7.3%
∴160/219==X/(150g×7.3%)
(4) ①由上解可求得X=8，故鐵礦石樣品中Fe₂O₃的質量分數為8g/10g×100%=80%
②由于10g的鐵礦石樣品，恰好與150g剛配好的稀鹽酸完全反應，且其中雜質不含鐵，也不與酸反應，所以反應后的溶質為FeCl₃，設其質量為y,
Fe₂O₃ +6HCl==2FeCl₃ +3H₂O
219    325
150g×7.3%    y
∴219/325="=" (150g×7.3%) /y
y=16.25g
又∵由于在此反應中無氣體和沉淀生成，且雜質不與酸反應，所以反應后的溶液質量為150g+8g=158g,再加167g水，溶液總質量為325g,∴最終所得溶液中溶質質量分數為16.25g/325g×100%=5%
(5)此題考查的是在化學變化中，元素的質量守恒，即元素質量不變，也就是赤鐵礦石中含有的鐵元素質量和生鐵中含有的鐵元素質量相等。
設需此礦石的質量為x噸,則有x·80%×70%=56×97%，(其中70%為Fe₂O₃中Fe的質量分數)，x=97