题目内容

利用下图所示装置测定某含菱铁矿的矿石样品中碳酸亚铁的质量分数（杂质不含铁元素且在实验过程中不发生任何变化），实验数据记录在下表中．
提示：FeCO₃ $数学公式$ 　　FeO+CO₂↑
实验前实验后
硬质玻璃管（含样品）　　165.6g 　　159.6g
说　明 ①空硬质玻璃管质量为l45.6g
②含铁各物质反应完全
（1）该含菱铁矿的矿石样品中碳酸亚铁的质量分数；
（2）实验结束后盛有澄清石灰水的试管的总质量比反应前的总质量增加克．

解：（1）实验中发生的化学反应有：FeCO₃ $\text{[math]}$ FeO+CO₂↑，CO+FeO $\text{[math]}$ Fe+CO₂↑，CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
CO还原菱铁矿最终产物是铁和二氧化碳，实验前后硬质玻璃管（含样品）质量差为165.6g-159.6g=6g，实际上就是FeCO₃中失去CO₃^2-的质量，由此可计算出FeCO₃的质量为11.6g．实验前硬质玻璃管（含样品）质量为165.6g，空硬质玻璃管质量为145.6g，得出样品质量为20g，故含菱铁矿的矿石样品中碳酸亚铁的质量分数为 $\text{[math]}$ ×100%=58%
所以：因空硬质玻璃管质量是l45.6g，实验前硬质玻璃管（含样品）的质量是165.6g，实验后硬质玻璃管（含样品）的质量是159.6g，参加反应的样品的质量是165.6g-l45.6g=20g，而固体物质的质量减少为165.6g-159.6g=6g，即碳酸根的质量为6g；设碳酸亚铁的质量为x．
FeCO₃～CO₃
116 60
x 6g
$\text{[math]}$ = $\text{[math]}$
x=11.6g
碳酸亚铁在样品中的质量分数为 $\text{[math]}$ ×100%=58%
（2）分析可知碳酸根离子中只有一个氧原子和一氧化碳而生成二氧化碳，而剩余部分直接转化为二氧化碳．设与一氧化碳反应生成的二氧化碳的质量为y，而碳酸亚铁分解所生成的二氧化碳质量为z．
CO₃～一氧化碳转化的CO₂～碳酸亚铁分解产生的CO₂60 44 44
6g y z
$\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$
y=4.4g
z=4.4g
所以二氧化碳总质量为4.4g+4.4g=8.8g．
故答案为：58%；
（2）生成二氧化碳的质量是：8.8g．这些二氧化碳被试管中的澄清石灰水吸收，实验结束后盛有澄清石灰水的试管的总质量比反应前的总质量增加 8.8g．
故答案为：8.8g．
分析：（1）固体物质的减少主要是因为从碳酸亚铁变成铁，失去了CO₃，所以质量的减少为CO₃↑的质量，根据两者的关系求算碳酸亚铁的质量，从而求算出其质量分数．
（2）空硬质玻璃管中减少的质量就是与一氧化碳结合的氧元素的质量，所以要根据与一氧化碳结合的氧元素的质量求算二氧化碳的质量．
点评：本题主要考查与化学反应式有关的计算，有一定的难度，需要同学们细心方可做好此题．

	实验前	实验后
硬质玻璃管（含样品）	165.6g	159.6g
说　明	①空硬质玻璃管质量为l45.6g ②含铁各物质反应完全

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