题目内容
25.钢铁工业是国家工业的基础。2006年我国粗钢产量突破4亿吨,居世界首位。某中学社会实践活动小组利用假期对当地钢铁厂进行了调研,对从矿石开始到钢铁产出的工艺流程有了全面的感性认识。请您对社会实践活动小组感兴趣的问题进行计算:(1)将6.62g铁矿石样品投入适量的盐酸中(充分反应),过滤,然后在滤液中加过量的NaOH溶液,充分反应后,过滤、洗涤、灼烧得4.80gFe2O3。现以该铁矿石为原料炼铁,若生产过程中铁元素损失4%,计算每生产1.00t生铁(含铁96%),至少需要这种铁矿石多少吨?(保留两位小数)
(2)取某钢粉末28.12g(假设只含Fe和C),在氧气流中充分反应,得到CO2气体224mL(标准状况)。
①计算此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比。
②再取三份不同质量的钢样粉末分别加到100mL相同浓度的H2SO4溶液中,充分反应后,测得的实验数据如下表所示:
实验序号 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ |
加入钢样粉末的质量/g | 2.812 | 5.624 | 8.436 |
生成气体的体积/L(标准状况) | 1.120 | 2.240 | 2.800 |
计算硫酸溶液的物质的量浓度。
③若在实验Ⅱ中继续加入mg钢样粉末,计算反应结束剩余的固体质量为多少?
(用含m的代数式表示)
(1)解: 6.62g铁矿石中铁的质量为m(Fe)=4.80g×
=3.36g生产1.00t生铁需铁矿石的质量为:
m(铁矿石=![]()
答:至少需要这种铁矿石1.97t。
(2)①n(C)=![]()
m(C)=0.010mol×12g·mol-1=0.12g
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答:此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比为50:1.
②根据实验Ⅲ可得:
Fe+H2SO4==FeSO4+H2![]()
1 mol 22.4L
n(H2SO4) 2.800L
n(H2SO4)=0.125mol
c(H2SO4)=
=1.25 mol·L-1
答:硫酸溶液的物质的量浓度为1.25mol·L-1.
③当钢样粉末中的铁未全部溶液解时(m>1.406g),剩余的固体质量为:
(5.624g+mg)-0.125mol×56g·mol-1=(m-1.376)g
当钢样粉末中的铁全部溶液解时(m
1.406g),剩余的固体质量为:(5.624+m)g×![]()
答:当铁未完全溶解时,剩余固体的质量为(m-1.376)g;当铁完全溶解时,剩余固体的质量为
。