Question

18．为测定某赤铁矿石的成量分数，某同学用足量的一氧化碳与10g赤铁矿石样品充分反应（杂质不参与反应），并将生成的气体用100g氢氧化钠溶液恰好完全吸收，该溶液总质量与反应时间的变化关系如图．（二氧化碳与氢氧化钠反应，CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O）
（1）所用氢氧化钠溶液的溶质质量分数为12%．
（2）计算该赤铁矿石中氧化铁的质量分数（写出完整计算过程 ）．
（3）若上述反应后剩余固体质量为m克，写出计算该赤铁矿石中氧化铁质量分数的表达式：$\frac{10-m}{3}$×100%（用含m的代数式表示）．

Answer 1

分析 （1）分析图象可得二氧化碳的质量，结合方程式即可解答；
（2）根据二氧化碳的已知量，设出未知量氧化铁，利用化学方程式3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，列比例式，即可求出三氧化二铁的质量，即可解答；
（3）根据氧化铁中铁元素的质量分数，求出10g赤铁矿石样品铁的质量，此数值就等于反应后剩余固体质量m减去杂质的质量，建立关系式，即可求出用m表示的表达式．

解答 解：（1）由图象知，反应产生二氧化碳的质量为106.6-100.0=6.6g，
设，所用氢氧化钠溶液的溶质质量为a
CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O
44   80
6.6g  a
$\frac{44}{6.6g}=\frac{80}{a}$
a=12g
所用氢氧化钠溶液的溶质质量分数为：$\frac{12g}{100g}×100%$=12%
故填：12%；
（2）设赤铁矿石中氧化铁的质量为x，
3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
160               3×44
 x                6.6g
$\frac{160}{x}=\frac{3×44}{6.6g}$
解得，x=8.0g
样品中氧化铁的质量分数为：$\frac{8.0g}{10g}$×100%=80%
答：该样品中氧化铁的质量分数为80%．
（3）方法1：设赤铁矿石中氧化铁质量分数为y，由于杂质不反应，也进入了最后的固体，所以m中包含了10g样品的杂质，所以用m减去杂质就是铁的质量．则：
10gy×$\frac{112}{160}$×100%=m-（1-y）×10g
解得，y=$\frac{10-m}{3}$×100%
答：该赤铁矿石中氧化铁质量分数的表达式为$\frac{10-m}{3}$×100%．

点评 分析图表中数据时，要关注造成数据发生变化的原因，分析数据不再改变时所说明的问题，从而发现隐含条件．