Question

12．某化学兴趣小组为测定矿石中氧化铁的纯度进行了如下实验．

（1）配制上述质量分数为14.6%的稀盐酸，需要质量分数为36.5%的浓盐酸的质量为80g；
（2）写出反应①中发生的化学反应方程式：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；
（3）根据已知条件求解生成的氯化铁的质量（x）的比例式：$\frac{160}{16g}$=$\frac{325}{x}$；
（4）所加氢氧化钠的质量为32g
（5）所得中性滤液b中溶质的质量分数为20%
（6）工业上需要制得含杂质为20%的生铁112t，则需上述赤铁矿的质量为160t．

Answer 1

分析 总质量减去滤液得到滤渣也就可以求算去氧化铁的质量，溶液的质量增加量也就是氧化铁的质量．根据氧化铁的质量和对应化学方程式可以求算氯化铁的质量以及消耗的氢氧化钠的质量，和生成的氯化钠的质量，由于涉及多步反应，所以可以用关系式法．

解答 解：
配制上述质量分数为14.6%的稀盐酸，需要质量分数为36.5%的浓盐酸的质量为200g×14.6%÷36.5%=80g；
 写出反应①中发生的化学反应方程式：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；
加入氢氧化钠发生的反应为FeCl₃+3NaOH=Fe（OH）₃↓+3NaCl．
设生成的氯化铁的质量为x，参加反应的氢氧化钠的质量为y，生成的氯化钠的质量为z，生成的氢氧化铁的质量为a
由于溶液的质量增加是由于氧化铁溶解所致，所以氧化铁的质量为216g-200g=16g，矿石中氧化铁的质量分数为$\frac{16g}{20g}$×100%=80%，盐酸中HCl的质量为29.2g，所以和氧化铁反应是有剩余的．
由上述反应可得如下关系式
Fe₂O₃～～～2FeCl₃～～～～2Fe（OH）₃↓
160              325                     214                 
16g                x                        a
$\frac{160}{16g}$=$\frac{325}{x}$=$\frac{214}{a}$
a=21.4g
由于盐酸是过量的，所以根据最终氯元素和钠元素形成氯化钠可得关系式
HCl∽∽∽NaOH∽∽∽NaCl
36.5           40           58.5
29.2g         y              z
$\frac{36.5}{29.2g}$=$\frac{40}{y}$=$\frac{58.5}{z}$
y=32g
z=46.8g
氯化铁的质量（x）的比例式：$\frac{160}{16g}$=$\frac{325}{x}$；
氢氧化钠的质量为 32g
所得中性滤液b中溶质的质量分数为$\frac{46.8g}{216g+7.4g+32g-21.4g}$×100%=20%
（6）工业上需要制得含杂质为20%的生铁112t，则需上述赤铁矿的质量为m．
根据铁元素守恒可得
Fe₂O₃∽∽∽2Fe
160              112
80%m          112t×（1-20%）
$\frac{160}{112}$=$\frac{80%m}{112t×（1-20%）}$
m=160t
故答案为：
（1）80g；
（2）Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；
（3）$\frac{160}{16g}$=$\frac{325}{x}$；
（4）32g；
（5）20%；
（6）160t．

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．