Question

現有含雜質的赤鐵礦（主要成分為Fe₂O₃）樣品，為了測定該樣品中氧化鐵的質量分數，某同學取該樣品5.0g．該同學在實驗室用一氧化碳還原赤鐵礦（雜質不參加反應）．裝置示意圖如下：

（1）在直形管內發生反應的化學方程式是：    ．
（2）在盛有足量澄清石灰水試管的中里，發生反應的化學方程式是：    ．
（3）樣品充分反應后，測定實驗數據，澄清石灰水增重3.3g．
（4）計算：
①反應生成CO₂的質量是：    ；②Fe₂O₃的相對分子質量是：    ；
③10g赤鐵礦中含氧化鐵的質量是：    g；④該樣品中氧化鐵的質量分數是：    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據一氧化碳還原赤鐵礦中反應物和生成物來書寫化學反應方程式；
（2）足量澄清石灰水與二氧化碳反應來書寫化學反應方程式；
（4）由澄清石灰水增重3.3g，根據反應可知增重質量即為二氧化碳質量，根據相對原子質量可計算相對分子質量，然后將二氧化碳質量代入煉鐵的化學反應方程式來計算氧化鐵的質量，最后計算樣品中氧化鐵的質量分數．
解答：解：（1）由該實驗可知，一氧化碳還原赤鐵礦的反應中，反應物為CO和Fe₂O₃，由石灰水變渾濁及元素守恒，則生成物為Fe和CO₂，
則反應的化學方程式為Fe₂O₃ +3CO2Fe+3CO₂，故答案為：Fe₂O₃ +3CO2Fe+3CO₂；
（2）因石灰水足量，則二氧化碳與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣和水，即反應為Ca（OH）₂ +CO₂=CaCO₃↓+H₂O，故答案為：Ca（OH）₂ +CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（4）①由測定實驗數據，澄清石灰水增重3.3g，可知石灰水增重是因吸收了二氧化碳的質量，即二氧化碳的質量為3.3g，故答案為：3.3g；
②由氧化鐵的化學式為Fe₂O₃，其相對分子質量為56×2+16×3=160，故答案為：160；
③設5.0g樣品中氧化鐵的質量為xg，則
Fe₂O₃ +3CO2Fe+3CO₂，
160                  132
 x                   3.3g
，解得x=4.0g，
即5．g樣品中含有氧化鐵的質量為4.0g，
則10.0g樣品中含有氧化鐵的質量為×4.0g=8.0g，故答案為：8.0；
④樣品中氧化鐵的質量分數為×100%=80%，故答案為：80%．
點評：本題考查煉鐵的反應方程式的書寫及有關計算，學生應明確反應現象來判讀反應物和生成物，明確石灰水增重的原因是計算的關鍵．