Question

武漢-宜昌高速電氣化鐵路2013年通車，高鐵建設需要大量的鐵礦石．某化學興趣小組取得鐵路建設的赤鐵礦石（含F(xiàn)e₂O₃和雜質(zhì)，雜質(zhì)不溶于水且不參加化學反應）20g加入84g稀鹽酸，恰好完全反應后過濾，得到濾渣4g．求：
（1）赤鐵礦石中Fe₂O₃的質(zhì)量分數(shù)；
（2）所得濾液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

解：（1）赤鐵礦樣品中Fe₂O₃的質(zhì)量=20g-4g=16g；
赤鐵礦樣品中Fe₂O₃的質(zhì)量分數(shù)（純度）=×100%=80%．
（2）設反應后生成氯化鐵的質(zhì)量為x
Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O
160 325
16g x

解之得 x=32.5g
反應后所得溶液質(zhì)量=20g+84g-4 g=100g
反應后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)=×100%=10%
答：（1）赤鐵礦石中Fe₂O₃的質(zhì)量分數(shù)為80%；
（2）所得濾液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為32.5%．
分析：赤鐵礦與鹽酸混合，鐵礦中氧化鐵和鹽酸反應，得到氯化鐵溶液，鐵礦中雜質(zhì)既不溶酸，也不溶于水，形成濾渣．所以，鐵礦中氧化鐵的質(zhì)量為20g-4g=16g，利用氧化鐵的質(zhì)量求出生成的氯化鐵的質(zhì)量進而求出所得濾液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)即可．
點評：反應后溶液質(zhì)量可根據(jù)質(zhì)量守恒進行計算：反應后溶液質(zhì)量=赤鐵礦質(zhì)量+稀鹽酸質(zhì)量-濾渣質(zhì)量．