Question

2．某鐵礦粉主要成分為鐵的氧化物（Fe_aO_b），一學生利用實驗對其作進一步分析，過程及數據如下．（注：鐵礦粉中雜質不參與下列過程中的反應）
步驟 I．取29g該鐵礦粉在CO氣流中充分加熱，將反應后的氣體用燒堿溶液充分吸收，燒堿溶液增重17.6g．
步驟 II．將上述加熱后的固體取出后，再向固體逐滴加入稀硫酸，測得產生氣體與滴入稀硫酸的質量關系如圖所示：

請根據以上過程及數據回答下列問題：
（1）步驟 I中生成氣體的質量為17.6g．
（2）步驟 II所用稀硫酸溶液的溶質質量分數為多少？（請列式計算）
（3）經稱量，步驟 I充分加熱后剩余固體質量為22.6g．則該鐵的氧化物化學式中，a、b的最簡整數比a：b=3：4．

Answer 1

分析 實驗設計第一步是確定鐵的氧化物中氧元素的質量，第二步是確定鐵元素的質量，進而根據各自的質量除以各自相對原子質量求算化學式中ab的數值確定鐵的化合物的化學式．

解答 解：（1）溶液質量增加量就是生成的二氧化碳的質量，所以生成的二氧化碳的質量為17.6g，其中所含的氧元素的質量的一半來自于鐵的氧化物，所以鐵的氧化物中的氧元素的質量為$\frac{16×2}{12+16×2}$×$100%×17.6g×\frac{1}{2}$=6.4g．
（2）根據圖可知，鐵對應的氫氣的質量為0.6g．
設所用稀硫酸溶液的溶質質量為x，鐵的質量為y
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56     98                 2
y        x            0.6g  
$\frac{56}{y}$=$\frac{98}{x}$=$\frac{2}{0.6g}$
x=29.4g    
y=16.8g
所用稀硫酸溶液的溶質質量分數為：$\frac{29.4g}{60g}$×100%=49%
（3）鐵原子的個數和氧原子的個數比為a：b=$\frac{16.8g}{56}$：$\frac{6.4g}{16}$=3：4．
答：（1）步驟 I中生成氣體的質量為 17.6g．
（2）步驟 II所用稀硫酸溶液的溶質質量分數為49%．
（3）經稱量，步驟 I充分加熱后剩余固體質量為22.6g．則該鐵的氧化物化學式中，a、b的最簡整數比a：b=3：4．

點評 根據化學方程式計算時，第一要正確書寫化學方程式，第二要使用正確的數據，第三計算過程要完整．