Question

3．甲、乙两组同学根据磁铁矿与一氧化碳反应的原理，分别利用梁总方法测定了磁铁矿样品中四氧化三铁的质量．已知磁铁矿与一氧化碳反应的化学方程式如下（假设磁铁矿中的杂质不参加反应）：Fe₃O₄+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO₂（计算最终结果保留小数点后二位）．
（1）甲组同学取该磁铁样品10g，与足量的一氧化碳充分反应，测得生成的二氧化碳气体质量为5.5g．请你根据甲组同学的实验数据，计算出磁铁矿样品中四氧化三铁的质量．
（2）乙组同学取该磁铁矿样品10g，与足量的一氧化碳充分反应，测得反应后固体物质的质量为8g．请你根据乙组同学的实验数据，列出计算磁铁矿样品中四氧化三铁质量的等式（不要求计算结果）．

Answer 1

分析 （1）根据题意，溶液增加的质量5.5g即还原四氧化铁生成二氧化碳的质量，根据反应的化学方程式，由二氧化碳质量计算参加反应四氧化三铁的质量，并完成磁铁矿样品中四氧化三铁的质量分数的计算；
（2）根据还原四氧化三铁的反应可知，样品与充分反应后固体物质的质量差即为四氧化三铁中氧元素的质量，利用四氧化三铁中氧元素的质量分数，由此氧元素质量计算四氧化三铁的质量．

解答 解：（1）设样品中Fe₃O₄的质量为x．
Fe₃O₄+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO₂
232                              176
x                                 5.5g
$\frac{232}{x}=\frac{176}{5.5g}$ 
解得x=7.25g
样品中Fe₃O₄的质量分数为$\frac{7.25g}{10g}$×100%=72.5%
（2）设样品中Fe₃O₄的质量为x．（不要将8g固体理解为铁，还含有未反应的杂质）
Fe₃O₄+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO₂  固体质量差量△m
232                      168                 64
x                             （10g-8g）=2g
$\frac{232}{x}$=$\frac{64}{2g}$
答案：
（1）磁铁矿样品中四氧化三铁的质量分数为72.5%；
（2）$\frac{232}{x}$=$\frac{64}{2g}$

点评 有时同一道题有不同的解题方法，我们可以根据实验的简易程度、或计算的繁简程度进行筛选．