Question

19．某校化学兴趣小组的同学想测量某赤铁矿样品中氧化铁的纯度（假设其他成分不和酸反应，也不溶于水），进行如下实验：首先称取50g该赤铁矿样品，放入烧杯中，然后将400g的稀硫酸分4次加入到烧杯中，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
稀硫酸的质量	100g	100g	100g	100g
剩余固体质量	34g	18g	2g	2g

请回答下列问题：
（1）该小组同学要用质量分数为95%浓硫酸配置所需的400g稀硫酸，则所需的浓硫酸的质量为123.4g
（2）配置稀硫酸的过程中所需要的仪器有量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒
（3）列出求解参加反应的硫酸质量的比例式$\frac{160}{294}=\frac{48}{x}$
（4）向第三次反应后所得溶液中加入52g水，则所得溶液中溶质的质量分数是30%
（5）某工厂想要制得含杂质4%的生铁70t，在冶炼过程中损失铁20%，则需要这种赤铁矿的质量是120t．

Answer 1

分析 （1）根据第一次加入100g稀硫酸，导致固体由50g变成了34g，减少了16g，第二次由34g变成18g，说明每加入100g硫酸能够使固体减少16g，依据杂质不与硫酸反应，反应的是氧化铁，第三次恰好完全反应．结合方程式列出求解参加反应的硫酸质量的比例式、计算出所用稀硫酸的质量、生成的硫酸铁的质量；再根据溶质的质量不变进行计算；
（2）根据配制溶液的过程分析用到的仪器；
（3）根据上述计算列出求解参加反应的硫酸质量的比例式；
（4）根据硫酸铁的质量和溶质的质量分数计算公式可计算出硫酸铁的质量分数；
（5）根据含杂质生铁和损失的铁计算出铁的质量，再计算出赤铁矿的质量．

解答 解：（1）由题意可知，第一次加入100g稀硫酸，导致固体由50g变成了34g，减少了16g，第二次由34g变成18g，说明每加入100g硫酸能够使固体减少16g，由表中的数据可知，第三次恰好完全反应，反应的稀硫酸的质量为300g，杂质的质量是2g，氧化铁的质量为：50g-2g=48g．
设300g硫酸中硫酸的质量为x、生成硫酸铁的质量为y
Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O
160        294          400 
48g          x             y
$\frac{160}{294}=\frac{48}{x}$  解得：x=88.2g
$\frac{160}{400}=\frac{48g}{y}$   解得：y=120g
稀硫酸的溶质的质量分数是：$\frac{88.4g}{300g}×100%$=29.4%
用95%浓硫酸配置所需的400g稀硫酸，则所需的浓硫酸的质量为：$\frac{400g×29.4%}{95%}$≈123.8g．
（2）配置稀硫酸的过程中所需要的仪器有：量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒；
（3）由上述计算可知，参加反应的硫酸质量的比例式是：$\frac{160}{294}=\frac{48}{x}$；
（4）向第三次反应后所得溶液中加入52g水，则所得溶液中溶质的质量分数是：$\frac{120g}{48g+300g+52g}×100%$=30%
（5）需要铁的质量为：$\frac{70t×（1-4%）}{1-20%}$=84t
设需要赤铁矿的质量是为z
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
160                      112
z                          84t
$\frac{160}{112}=\frac{z}{84t}$  解得：z=120t．
故答为：（1）123.4t；（2）量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒；（3）$\frac{160}{294}=\frac{48}{x}$；（4）30%；（5）120t．

点评 本题考查综合、全面，分析透彻每次加入100g稀硫酸固体剩余物质量的变化，对反应进行的情况进行判断，这是解决本题的基础，该题可很好考查学生分析、解决问题的能力，本题涉及的方程式计算较多，要找准已知量，细心分析．