Question

18．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（假设杂质不溶于水，也不与其他物质梵音）中加入160g溶质质量分数为10%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）根据硫酸铜质量列出求解样品中铁的质量（x）的比例式$\frac{56}{160}$=$\frac{x}{160g×10%}$；
（2）a的数值为多少？
（3）若向反应后的滤液中加入40.8g水，则所得溶液中溶质的质量分数为多少？
（4）工业上若要得到120t上述铁粉，需要含杂质（杂质不含铁元素）20%的赤铁矿的质量是为多少？

Answer 1

分析 （1）根据铁与硫酸铜反应的方程式，由硫酸铜质量列出求解样品中铁的质量（x）的比例式，求出铁、铜及硫酸亚铁的质量；
（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）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
$\frac{56}{160}$=$\frac{x}{16g}$
解得x=5.6g
$\frac{160}{152}$=$\frac{16g}{z}$
解得：z=15.2g
$\frac{160}{64}$=$\frac{16g}{y}$
解得：y=6.4g
（2）由题可知：a=5.6g+（6.8g-6.4g）=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%；
（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
$\frac{160}{m（1-20%）}$=$\frac{112}{112t}$
解得：m=200t
故答案为：（1）$\frac{56}{160}$=$\frac{x}{160g×10%}$；
（2）6；
（3）7.6%；
（4）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．