题目内容

5.湿法冶金是我国古代劳动人民智慧的结晶.若向ag含杂质的铁粉中(假设杂质不溶于水,也不与其他物质反应)加入l60g溶质质量分数为l0%的硫酸铜溶液,恰好完全反应后,过滤得到6.8g干燥固体,同时得到一种不饱和溶液(滤液损失忽略不计).
请回答下列问题:
(1)上述反应后的滤液中存在的粒子有Fe2+、SO42-、H2O(用化学符号表示);
(2)求a的数值;
(3)若向反应后的滤液中加入40.8g水,计算所得溶液中溶质的质量分数;
(4)工业上若要得到180t上述铁粉,计算需要含杂质(杂质不含铁元素)20%的赤铁矿的质量.

分析 (1)铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁;
(2)根据a的值等于铁与杂质的质量之和;
(3)根据溶质质量分数的计算公式求出所得溶液中溶质的质量分数;
(4)根据一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳的化学方程式,由反应中铁与氧化铁的质量关系可以求得含氧化铁20%的赤铁矿的质量.

解答 解:(1)铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,故滤液中存在的粒子有:Fe2+、SO42-、H2O;
故填:Fe2+、SO42-、H2O;
硫酸铜的质量为:l60g×l0%=16g
设生成的铜的质量为y,硫酸亚铁的质量为z
Fe+CuS04=FeSO4+Cu;
56   160      152     64
x      l6g       z        y
$\frac{56}{x}=\frac{160}{16g}=\frac{152}{z}=\frac{64}{y}$
解得:x=5.6g,z=15.2g,y=6.4g
(2)由题可知:a=5.6g+(6.8g-6.4g)=6g;
答:a为6g;
(3)所得溶液中溶质的质量分数为:$\frac{15.2g}{160g+5.6g+40.8g-6.4g}$×100%=7.6%;
答:所得溶液中溶质的质量分数为7.6%;
(4)铁的质量为:120t×$\frac{5.6g}{6g}$=112t
设需要赤铁矿石的质量为m.
Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2
160                      112
m(1-20%)        112t
$\frac{160}{112}=\frac{m(1-20%)}{112t}$
解得:m=200t
答:需要赤铁矿石的质量为200t.

点评 本题的综合性较强,比较全面地考查了化学方程式的书写、化学方程式的计算、溶液质量分数的计算,含杂质的化学方程式的计算等,只有全面地掌握了有关的化学计算才能较好地完成本题.

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