Question

張南同學為測定某赤鐵礦樣品中氧化鐵的含量，取10g此樣品，分五次向其中加入稀硫酸使之充分反應（假設樣品中雜質不與稀硫酸反應，也不溶于水）。每次加入的稀硫酸質量及測定剩余固體的質量，記錄數據如下表：

	第一次	第二次	第三次	第四次	第五次
加入稀硫酸的質量／g	l0	l0	l0	l0	l0
剩余固體質量／g	8.4	6.8	5.2	3.6	3.6

 
請認真分析表中的數據，回答下列問題：
（1）表示樣品與稀梳酸恰好完全反應的是上表中第      次操作；
（2）寫出樣品中氧化鐵與稀硫酸反應的化學方程式                                          ；
（3）列出充分反應后求解生成水質量（X）的比例式為                 ；
（4）樣品中氧化鐵的含量為                  ；
（5）假設第四次實驗結束后，向所得混合物中入ag水，得到溶質質量分數為10％的硫酸鐵溶液，則a的數值為         ；
（6）若實驗用98％的濃硫酸配制上述所用稀硫酸（50g），需要濃硫酸的質量為         。

Answer 1

（1）四 （2）Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂(SO₄)₃ +3H₂O  （3）= 或 =
（4）64% （5）113.6g  （6）15g

試題分析：（1）由表中信息根據記錄數據可知每10g稀硫酸可反應掉1.6g鋅，第四次時10g稀硫酸正好反應了1.6g氧化鐵且第五次固體質量不再減少，所以第四次時樣品與稀硫酸恰好完全反應，試樣中的氧化鐵即充分反應的氧化鐵的質量為10g-3.6g=6.4g；
（2）氧化鐵與稀硫酸反應生成硫酸鐵和水，Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂(SO₄)₃ +3H₂O；
（3）由上述化學方程式，和充分反應的氧化鐵的質量為6.4g，可以列出生成水質量（X）的比例式為= 或 =
（4）試樣中的氧化鐵即充分反應的氧化鐵的質量為6.4g，10g此樣品中氧化鐵的含量為×100%=64%
（5）稀釋前后溶質質量不變，由化學方程式用氧化鐵的質量為6.4g可以求出生成的硫酸鐵質量為16g，第四次實驗結束后溶液的質量為10g×4+6.4g="46.4" g，所以可以列式得：（46.4 g+6.4g+ag）×10%=16g，解得a=113.6g；
（6）由化學方程式用氧化鐵的質量為6.4g求出四次反應的硫酸質量為11.76g，稀硫酸的質量分數為×100%=29.4%；設需要濃硫酸的質量為x，因為稀釋前后溶質質量不變，所以98%x=50g×29.4%  解得x=15g