Question

（2013?东台市模拟）利用如图所示装置测定某含菱铁矿的矿石样品中碳酸亚铁的质量分数（杂质不含铁元素且在实验过程中不发生任何变化），实验数据记录在下表中．

	实验前	实验后
硬质玻璃管（含样品）	185.6g	181.1g
说  明	①空硬质玻璃管质量为l69.6g ②含铁各物质反应完全

提示：菱铁矿的化学性质与石灰石类似．
（1）该含菱铁矿的矿石样品中碳酸亚铁的质量分数

54.375%

；
（2）实验结束后盛有澄清石灰水的试管的总质量比反应前的总质量增加

6.6

克．

Answer 1

分析：（1）固体物质的减少主要是因为从碳酸亚铁变成铁，失去了CO₃，所以质量的减少为CO₃的质量，根据两者的关系求算碳酸亚铁的质量，从而计算出其质量分数．
（2）空硬质玻璃管中减少的质量就是与一氧化碳结合的氧元素的质量，根据与一氧化碳结合的氧元素的质量求算二氧化碳的质量．

解答：解：（1）实验中发生的化学反应有：FeCO₃

高温  .

FeO+CO₂↑，CO+FeO

高温  .

Fe+CO₂↑，CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
CO还原菱铁矿最终产物是铁和二氧化碳，实验前后硬质玻璃管（含样品）质量差为185.6g-181.1g=4.5g，实际上就是FeCO₃中失去CO₃^2-的质量，由此可计算出FeCO₃的质量为4.5g÷（

60

116

×100%）=8.7g．实验前硬质玻璃管（含样品）质量为185.6g，空硬质玻璃管质量为l69.6g，得出样品质量为16g，故含菱铁矿的矿石样品中碳酸亚铁的质量分数为

8.7g

16g

×100%=54.375%．
（2）分析可知碳酸根离子中只有一个氧原子和一氧化碳而生成二氧化碳，而剩余部分直接转化为二氧化碳；设与一氧化碳反应生成的二氧化碳的质量为x，而碳酸亚铁分解所生成的二氧化碳质量为y．
CO₃～一氧化碳转化的CO₂～碳酸亚铁分解产生的CO₂
60       44                   44
4.5g     x                    y

60

44

=

4.5g

x

=

44

y

       x=3.3g      y=3.3g
所以二氧化碳总质量为3.3g+3.3g=6.6g．
故答案为：（1）54.375%；（2）6.6g．

点评：本题有一定难度，理解题意、弄清各物质间的反应关系、质量关系是正确解答本题的关键．