Question

18．某钢铁厂实验室为测定赤铁矿Fe₂O₃的含量，将矿石粉碎（其中杂质既不溶于水也不与酸反应），进行如下实验：

请回答下列问题：
（1）上述实验过程中发生反应的化学方程式为Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；
（2）样品中Fe₂O₃的质量分数是64%；
（3）根据已知条件列式求解200g稀硫酸中溶质质量（x）的比例式$\frac{160}{24g}$=$\frac{294}{x}$或者$\frac{160}{294}$=$\frac{24g}{x}$；
（4）若向最终滤液中加入16g水，所得不饱和溶液中溶质的质量分数为25%；
（5）该钢铁厂每天用上述赤铁矿石1900t来生产生铁，则理论上日产含杂质5%的生铁的质量为896t．

Answer 1

分析 氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，根据反应的化学方程式及其提供的数据可以进行相关方面的计算和判断．

解答 解：上述实验过程中，氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，发生反应的化学方程式为：Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．根据化学方程式可知，溶液的质量增加量也就是参加反应的氧化铁的质量．
加入25g赤铁矿时，溶液质量增加了16g，而再加20g赤铁矿，按照前面的比例如果酸足量，则应该溶液增加12.8g而得到216g+12.8g=228.8g溶液，现在只得到224g，说明铁矿石没有完全反应，而硫酸完全反应了，此时反应的氧化铁的质量为224g-200g=24g．
应该以第一次加入赤铁矿时的数据计算样品中氧化铁的质量分数；
样品中Fe₂O₃的质量分数是：$\frac{216g-200g}{25g}$×100%=64%，
 根据分析可知，200g硫酸与24g氧化铁恰好反应．
设200g硫酸中溶质的质量为x，生成的硫酸铁的质量为y
Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O
160        294        400
24g       x             y
$\frac{160}{24g}$=$\frac{294}{x}$=$\frac{400}{y}$
x=44.1g
y=60g
若向最终滤液中加入16g水，所得不饱和溶液中溶质的质量分数为$\frac{60g}{224g+16g}$×100%=25%；
该钢铁厂每天用上述赤铁矿石1900t来生产生铁，则理论上日产含杂质5%的生铁的质量为1900t×64%×$\frac{56×2}{56×2+16×3}$×100%÷（1-5%）=896t．
故填：
（1）Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；
（2）64%；
（3）$\frac{160}{24g}$=$\frac{294}{x}$或者$\frac{160}{294}$=$\frac{24g}{x}$；
（4）25%；
（5）896t．

点评 根据化学方程式计算时，第一要正确书写化学方程式，第二要使用正确的数据，第三计算过程要完整．