题目内容
【题目】(6分)某学校化学兴趣小组的同学想测定赤铁矿中氧化铁的含量,做了如下实验:首先称取100 g该赤铁矿样品放入烧杯中,然后将500g的稀盐酸分5次加入烧杯内(假设其余杂质均不与盐酸反应也不溶于水)进行充分反应.实验过程中的数据记录如下:
第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 | 第五次 | |
稀盐酸的质量 | 100g | 100g | 100g | 100g | 100g |
溶液的质量 | 116.0g | X | 348.0g | 464.0g | 575.0g |
请回答下列问题:
(1)该小组要用质量分数为36.5%浓盐酸配制所需的500g的稀盐酸,则需浓盐酸的质量为_____
(2)写出实验中发生反应的化学方程式 ____________________
(3)列出求解生成氯化铁总质量的比例式 ____________________
(4)将第二次反应后所得溶液蒸发掉32g水(未达到饱和),则所得溶液的溶质质量分数是________
(5)某工厂要想制得420t含杂质3%的生铁,需要这种赤铁矿的质量为 ___________
【答案】(1)300g;(2) Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O ;
(3) ;(4)32.5%;(5)776t.
【解析】
试题分析:由题知,发生的反应为氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水,所以反应后溶液增加的质量就是盐酸反应的氧化铁的质量.由第一次加入100g盐酸反应后,溶液的质量变为了116g,所以反应了16g氧化铁,因为在第四次加入100g盐酸反应后,溶液质量比第三次溶液质量增加了16g,所以说明在第三次、第二次、第一次加入100g盐酸后,盐酸均完全反应而氧化铁有剩余.
解:第一次加入盐酸后反应的氧化铁的质量为116g-100g=16g.
设所用稀盐酸溶液的溶质质量分数为X.
Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O
219
16g 100﹒X
解得X=21.9%
设:需要浓盐酸的质量为Y.则有36.5%﹒Y=21.9%×500g,解得X=300g.
(2)该反应的化学方程式为Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O
(3)因为第五次加入100g盐酸后,溶液的质量增加了575g-464g=11g<16g,所以此时氧化铁已经完全反应了,而盐酸有剩余,即反应的氧化铁的总质量为575g-500g=75g.
设:完全反应后生成氯化铁的质量为M.
Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O
160 325
75g M
可以得到求解氯化铁的计算式为.
(4)当第二次加入盐酸完全反应后,共反应的氧化铁的质量为16g×2=32g,此时得到的溶液质量为100g+100g+32g=232g,若再蒸发32g水,则最终得到的溶液的质量为200g.
设:第二次反应后生成的氯化铁的质量为N.
Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O
160 325
32g N
解得N=65g.
故所得溶液的溶质质量分数为:
.
(5) 420t含杂质3%的生铁中含铁的质量为420t×(1-3%)=407.4t.
设:要得到407.4t的铁所需氧化铁的质量为P.
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
160 112
P 407.4t
解得P=582t.
因为100g矿石中含氧化铁的质量为75g,所以此矿石中氧化铁的质量分数为75%,所以生产420t含杂质3%的生铁所需该赤铁矿的质量为582t÷75%=776t.