题目内容

(5分)哈南新城在地铁建设中需要大量的钢铁,现有赤铁矿样品(所含杂质不溶于水也不与酸反应),实验小组同学为测定其纯度,
进行了三次实验,实验数据如下表所示。请回答下列问题:
 
第1次
第2次
第3次
样品质量(g)
25
30
25
盐酸质量(g)
200
100
100
所得溶液质量(g)
216
116
116
(1)写出发生反应的化学方程式为                                  
(2)列出第2次参加反应的盐酸中溶质质量(X)的比例式               
(3)向恰好完全反应后的溶液中加入46.5g水,则最终所得的溶液中溶质的质量分数为                   

(4)若用上述标签所示的浓盐酸配制三次实验中所需的盐酸,需量取浓盐酸的体积
                  mL;
(5)用500t该矿石可制得含杂质的铁的质量为            
(1)Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O          (2)=
(3)20%       (4)200      (5)404t

试题分析:(1)赤铁矿的主要成分是氧化铁,与盐酸反应的化学方程式为:Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O
(2) 根据三次实验数据分析第三次赤铁矿样品中的氧化铁恰好与100g盐酸反应完全,根据所得溶液的质量,可知25g赤铁矿样品中的氧化铁的质量为16g,所以根据方程式:Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2O中Fe2O3与HCl的质量关系160:219,所以第2次参加反应的盐酸中溶质质量(X)的比例式:160:219=16g:x
(3) 根据上面分析,第三次赤铁矿样品中的氧化铁恰好与100g盐酸反应完全,可根据方程式:Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2O,先求出溶质的质量
解:设FeCl3的质量为x
Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2O
325
16g          x  
160:325=16g:x        x=32.5g
溶液的质量=116g+46.5g=162.5g
所以所得的溶液中溶质的质量分数=32.5g/162.5g×100%=20%
(4)通过第二问的分析,100g盐酸中所含溶质为21.9g, 三次实验中所需的盐酸400g,即溶质质量=21.9g×4=87.6g,所可设所需浓盐酸的体积为v,可列式为:V×1.2g/mL×36.5%=87.6g,V=200g
(5)因为25g赤铁矿样品中的氧化铁的质量为16g ,所以500t该矿石含氧化铁的质量=320t,即杂质质量=500t-320t=180t,而铁的质量=320t×112/160×100%=224t,所以含杂质的铁的质量为=180t+224t=404t
练习册系列答案
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(18分)硫酸亚铁铵晶体俗名为摩尔盐,化学式为xFeSO4·y(NH4)2SO4·zH2O,在制药、电镀方面有广泛的应用。
资料: ①硫酸亚铁铵晶体易溶于水,不溶于乙醇;
②相关物质的溶解度(单位:g)如下表:
温度/℃
FeSO4
(NH4) 2SO4
xFeSO4·y(NH4)2SO4·zH2O
10
20.0
73
17.2
20
26.5
75.4
21. 6
30
32.9
78
28.1
      ③硫酸亚铁铵晶体受热时,在200℃以下只有结晶水失去。
【探究一】:制备硫酸亚铁铵晶体

某兴趣小组的学生用含有少量铜的废铁屑制备硫酸亚铁铵晶体,流程如下:
(1)在盛有废铁屑的容器中,倒入热水和洗涤剂,充分搅拌。以除去废铁屑表面的油污,这是利用洗涤剂的     作用;
(2)操作①中发生反应的化学方程式为     
(3)过滤所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、     。过滤操作中滤纸有多种折法,为了加快过滤速率,你选择折法是     
         
(4)操作①中过滤时,要趁热进行的原因是    ,过滤后得到的固体中一定含有的物质是    
(5)操作②的目的是得到硫酸亚铁铵晶体。操作顺序是b→          →d;
a.过滤        b.加热浓缩        c.冷却结晶        d.洗涤干燥
(6)操作②中使用乙醇洗涤,可快速晾干。这样做的优点是     
A、避免用水洗涤所造成的晶体损耗
B、酒精易挥发,可低温晾干晶体
【探究二】:探究硫酸亚铁铵的组成
【实验步骤】:取2份等质量的硫酸亚铁铵晶体,分别进行实验。向一份中加入过量的NaOH溶液,充分反应后得到0.68gNH3;向另一份中加入过量的BaCl2溶液,充分反应后过滤、洗涤、干燥得到9.32g沉淀。
回答下列问题:
(7)实验中生成的NH3能使湿润的     变蓝;写出(NH4)2SO4与NaOH反应的化学方程式     ,属于     反应;
(8)实验中加入过量BaCl2溶液的目的     
(9)取最后一次洗涤液,加入Na2SO4溶液,     ,则说明沉淀已经洗涤干净;
(10)根据实验数据,计算x 和y的比值(2分,写出计算过程;相对分子质量:NH3-17、BaSO4-233)
     
为进一步确定硫酸亚铁铵晶体的组成,另取7.84g硫酸亚铁铵晶体,并加热使其分解,剩余固体质量与温度的关系如图所示。则:

(11)根据图示数据,硫酸亚铁铵晶体中,
x:y:z =       
(12)写出A点到B点发生反应的化学方
程式     

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