Question

為了測定某赤鐵礦樣品中氧化鐵的質量分數(shù)，童童同學取一定質量的該礦石樣品放入燒杯中，再取180g稀硫酸分三次加入燒杯中，均充分反應，實驗數(shù)據(jù)如下：

物質	第一次	第二次	第三次
加入稀硫酸質量（g）	60.0	60.0	60.0
剩余固體的質量（g）	6.8	3.6	2.0

（1）上述反應的化學方程式為

 

；
（2）根據(jù)固體的質量列出求解第二次消耗稀硫酸溶質質量（X）的比例式

 

；
（3）用98%的濃硫酸配制200g上述稀硫酸，需要加入水的質量是

 

g；
（4）若在恰好完全反應時停止加入稀硫酸，向反應后的溶液中加入42g水，則最終所得的
溶液中溶質的質量分數(shù)是

 

．
（5）用100t該礦石可制得含鐵的質量是

 

．

Answer 1

考點：根據(jù)化學反應方程式的計算,有關溶質質量分數(shù)的簡單計算

專題：綜合計算（圖像型、表格型、情景型計算題）

分析：（1）赤鐵礦的主要成分為氧化鐵，氧化鐵與硫酸可發(fā)生復分解反應，通過交換成分可形成硫酸鐵和水；
（2）根據(jù)表中信息，每60g稀硫酸消耗氧化鐵質量為6.8g-3.6g=3.2g，利用反應的化學方程式，可由氧化鐵質量計算出硫酸的質量x；
（3）根據(jù)稀釋溶液時溶質質量不變解答；
（4）根據(jù)表中信息，每60g稀硫酸消耗氧化鐵質量為6.8g-3.6g=3.2g，第三次60g稀硫酸消耗氧化鐵質量為3.6g-2g=1.6g，2g為雜質質量，共消耗稀硫酸的質量為60g+60g+30g=150g，氧化鐵質量3.2g×2+1.6g=8g，計算出生成的氯化鐵的質量，根據(jù)溶質的質量分數(shù)計算公式即可解得；
（5）根據(jù)反應中鐵元素的質量守恒來解答．

解答：解：
（1）赤鐵礦的主要成分為三氧化二鐵，三氧化二鐵與硫酸反應生成硫酸鐵和水；發(fā)生反應的化學方程式為Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；
（2）根據(jù)表中信息，每60g稀硫酸消耗氧化鐵質量為6.8g-3.6g=3.2g，設第二次消耗稀硫酸溶質質量為X
Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O
160    294
3.2g     X

160

3.2g

=

294

X

X=5.88g
稀硫酸的溶質質量分數(shù)=

5.88g

60g

×100%=9.8%
（3）需要加入水的質量是：200g-

200g×9.8%

98%

=108g；
（4）根據(jù)表中信息，每60g稀硫酸消耗氧化鐵質量為6.8g-3.6g=3.2g，第三次60g稀硫酸消耗氧化鐵質量為3.6g-2g=1.6g，2g為雜質質量，共消耗稀硫酸的質量為60g+60g+30g=150g，氧化鐵質量3.2g×2+1.6g=8g，生成的氯化鐵的質量為y
Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O
160           406
 8g            y

160

8g

=

406

y

y=20.3g
最終所得的溶液的質量為：8g+150g+42g=200g
則最終所得的溶液中溶質的質量分數(shù)是

20.3g

200g

×100%=10.15%
（5）根據(jù)表中信息可知，氧化鐵質量3.2g×2+1.6g=8g，赤鐵礦樣品的質量為6.8g+3.2g=10g，根據(jù)反應中鐵元素的質量守恒，10g赤鐵礦樣品中鐵元素的質量=8g×

56×2

56×2+16×3

×100%=5.6g
100t該礦石可制得鐵的質量100t×

5.6g

10g

=56t
答案：
（1）Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；
（2）

160

3.2g

=

294

X

（3）180
（4）10.15%
（5）56t

點評：這是一道常見的化學綜合計算題．解題的關鍵在于弄清化學反應中反應物、生成物之間的關系，同時要弄清雜質在反應中存在于什么地方．第二問中關于反應后溶液中溶質的質量分數(shù)的計算，關鍵是要弄清反應后溶液是什么溶液．