Question

某校同學探究附近赤鐵礦中Fe₂0₃的純度．他們采集了20.0g樣品，加入稀鹽酸，其反應為：Fe₂0₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂0，完全反應后，共用去稀鹽酸184.0g，過濾得到濾渣4.0g．（假設雜質既不溶于酸，也不溶于水；不考慮實驗中的損耗）．求：
（1）赤鐵礦樣品中Fe₂0₃的質量是多少？其純度為多少？
（2）反應后所得溶液中溶質的質量分數是多少？

Answer 1

分析：（1）、由題意可知赤鐵礦石中的雜質既不容易酸，也不溶于水，而且該題目中涉及的化學反應也不會生成沉淀，所以濾渣的質量就是赤鐵礦石中雜質的質量．那么樣品中Fe₂O₃的質量=用樣品的質量-雜質的質量．
     其純度=

樣品中氧化鐵的質量

樣品的質量

×100%
（2）、反應后所得溶液中溶質的質量分數=

反應后溶質的質量

反應后所得溶液的質量

×100%．根據題意，反應后溶質是FeCl₃，可以根據化學方程是求出其質量．反應后所得溶液的質量=反應前所以物質的質量-雜質的質量．即可求出反應后溶液中溶質的質量分數．

解答：解：（1）依據題意可知，赤鐵礦中氧化鐵的質量為：20.0g-4.0g=16.0g
赤鐵礦中氧化鐵的純度是

16.0g

20.0g

×100%=80.0% 
（2）設反應后生成FeCl₃的質量為x      
Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3 H₂O
160          325
16.0g         x

160

16.0g

=

325

x

    
x=

325×16.0g

160x

=32.5g   
反應后所得FeCl₃溶液的質量為：20.0g+184.0g-4.0g=200.0g  
反應后所得FeCl₃溶液的質量分數為：

32.5g

200.0g

×100%=16.25%  
答：（1）、赤鐵礦石樣品中Fe₂O₃的質量為16.0g，其純度為80.0%
    （2）、反應后所得溶液中溶質的質量分數為16.25%

點評：這是一道常見的化學綜合計算題．解題的關鍵在于弄清化學反應中反應物、生成物之間的關系，同時要弄清雜質在反應中存在于什么地方．第二問中關于反應后溶液中溶質的質量分數的計算，關鍵是要弄清反應后溶液是什么溶液．一般來說，可根據化學方程式求溶質的質量，溶液的質量可根據公式：“反應后溶液的質量=反應前加入的所有物質質量之和-雜質的質量-氣體的質量-沉淀的質量”來求出．