Question

14．工业上常用一定浓度的稀硫酸对表面生锈的铁件进行酸洗．某酸洗池里盛有440kg质量分数为40%的硫酸溶液，放入表面生锈的铁件浸泡，浸泡过程中单质铁也有部分损失，假设溶液中只发生了如下反应：
Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O
Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄
取出铁件用水冲洗，冲洗液倒入酸洗池中合并共得到580kg溶液，其中只有H₂SO₄和FeSO₄两种溶质，经过测定硫酸的质量分数降低到5%．计算：
（1）消耗H₂SO₄的质量．
（2）损失的单质铁的质量．
（3）要使H₂SO₄的质量分数恢复到40%，需要加入质量分数为98%的硫酸的质量．

Answer 1

分析 （1）根据酸洗池里盛有440kg质量分数为40%的硫酸溶液，反应后冲洗液倒入酸洗池中合并共得到580kg溶液，其中只有H₂SO₄和FeSO₄两种溶质，经过测定硫酸的质量分数降低到5%．硫酸减少的质量即为消耗H₂SO₄的质量．
（2）根据消耗H₂SO₄的质量利用反应的化学方程式求出损失的单质铁的质量；
（3）根据溶液的溶质质量分数公式进行分析解答．

解答 解：
（1）消耗H₂SO₄的质量=440kg×40%-580kg×5%=147Kg；
（2）设损失的单质铁的质量为x
由Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄
Fe～Fe₂（SO₄）₃～3H₂SO₄
56               294
x                147Kg
$\frac{56}{x}=\frac{294}{147Kg}$
x=28Kg
（3）设需要加入质量分数为98%的硫酸的质量为y
$\frac{580Kg×5%+98%y}{580Kg+y}×$100%=40%
y=350Kg
答案：
（1）消耗H₂SO₄的质量为147Kg；
（2）损失的单质铁的质量为28Kg
（3）需要加入质量分数为98%的硫酸的质量为350Kg

点评 本题难度不是很大，主要考查了有关溶质质量分数的计算及根据化学方程式进行有关量的计算，培养学生的计算能力和应用知识分析问题、解决问题的能力．