Question

(7分)為測定生鐵中鐵元素的含量，現將一定質量的生鐵樣品和lOOg 9．8％的稀硫酸恰好完全反應(雜質不溶于水，也不與酸反應)，過濾將所得的固體洗滌干燥后稱量為1．4g。若用密度為1．25 g／cm³80％的濃硫酸，配制lOOg 9．8％的稀硫酸，請回答下列問題：
(1)在量筒中畫出量取濃硫酸的體積數的圖形；

(2)寫出上述反應的化學方程式__________________________________________
(3)求解生鐵樣品中參加反應物質質量(x)的比例是_________________________
(4)該生鐵中含鐵的質量分數為__________________________
(5)將反應后得到的濾液小火蒸發掉5．4 g水(蒸發水的過程中沒有晶體析出)，則最終溶液中溶質的質量分數為_____________________
(6)若工業上用含氧化鐵80％的的赤鐵礦lOt，能練出上述生鐵的質量為_______________t(假設煉制過程中鐵礦石的利用率為90％)。

Answer 1

（1）

（2）Fe+H₂SO₄= FeSO₄+ H₂↑（3）56/98=5.6/x  (4)80% (5)15.2%(6)6.3t

（1）使用80%的濃硫酸配制9.8%的硫酸，需要加水稀釋，根據加水稀釋前后溶液中溶質質量不變，由稀釋后所得稀硫酸可計算所需要濃硫酸的體積，并根據量筒量取液體的方法，在量筒中畫出量取濃硫酸的體積數的圖形；配制lOOg 9.8%的稀硫酸，需要密度為1.25g/cm380%的濃硫酸的體積=100g×9.8% 80%×1.25g/cm3 =9.8mL；在畫出量取濃硫酸的體積數的圖形時，量筒的刻度是從下向上逐漸增大，因此，凹液面的最低處應在9mL上方的第8個刻度線處；
（2）根據鐵與硫酸反應的生成硫酸亞鐵及氫氣的特點，寫出鐵與硫酸反應的化學方程式；
（3）根據反應的化學方程式，由反應中鐵與硫酸的質量關系，列出參加反應鐵的質量的計算比例式；lOOg 9.8%的稀硫酸中含硫酸的質量=100g×9.8%=9.8g
Fe+H₂SO₄= FeSO₄+ H₂↑
56   98
x   9.8g
56： 98 =x： 9.8g
（4）利用生成中所含鐵的質量，計算該生鐵中含鐵的質量分數；）解得x=5.6g，即生鐵樣品中含鐵5.6g
該生鐵中含鐵的質量分數="5.6g/(" 5.6g+1.4g )×100%=80%；
（5）反應后所得溶液為硫酸亞鐵溶液，最終溶液中溶質的質量分數=反應生成硫酸亞鐵的質量反應后所得溶液質量-蒸發水的質量 ×100%，根據反應的化學方程式計算生成硫酸亞鐵的質量，根據質量守恒定律計算反應后所得溶液的質量；
設恰好完全反應時，生成硫酸亞鐵的質量為y，生成氫氣的質量為z
Fe+H₂SO₄= FeSO₄+ H₂↑
98   152  2
9.8g   y   z
98 9.8g ="152" y ="2" z解得y=15.2g，z=0.2g
溶液中溶質的質量分數="15.2g/(" 5.6g+100g-0.2g-5.4g) ×100%=15.2%；
（6）鐵礦石的利用率為90%即鐵礦石中鐵元素質量的90%被轉化為生鐵，根據生鐵中所含鐵元素的質量即鐵礦石中所含鐵元素質量的90%，由鐵礦石計算所得生鐵質量．生鐵的質量=(10t×80%×112/ 160 ×100%×90% )/ 80% =6.3t