Question

張南同學想測量某赤鐵礦樣品中氧化鐵的純度（假設其他成分不和酸反應，也不溶于水），進行如下實驗．請回答有關問題．
（1）配制稀硫酸．配制lOOg 20%的稀硫酸，需要80%的濃硫酸的質量是

 

（2）實驗測定．稱取lOg赤鐵礦樣品，加入到燒杯中，再加入一定量剛配好的稀硫酸，至恰好完全反應后，過濾，得濾渣2g．
①寫出有關反應的化學方程式

 

②寫出求解參加反應稀硫酸中硫酸的質量（x）的比例式

 

③赤鐵礦樣品中氧化鐵的質量分數(shù)為

 

；
④若向上述反應后的濾液中加入18.5g水，最終得到溶液溶質的質量分數(shù)為

 

Answer 1

分析：（1）使用80%的濃硫酸配制20%的稀硫酸可采取加水稀釋，稀釋前后溶質硫酸的質量不變，據(jù)此，可由20%的稀硫酸的量計算所需80%濃硫酸的質量；
（2）①赤鐵礦的主要成分為氧化鐵，氧化鐵與硫酸可發(fā)生復分解反應，通過交換成分可形成硫酸鐵和水；
②根據(jù)反應的化學方程式，可由氧化鐵質量計算出硫酸的質量x；赤鐵礦樣品為氧化鐵與雜質，雜質不溶解于酸和水，所以，濾渣質量即為鐵礦石中的雜質；
③赤鐵礦樣品中氧化鐵的質量分數(shù)=

氧化鐵的質量

樣品質量10g

×100%，而氧化鐵的質量即為樣品質量減去所含雜質質量；
④向溶液中加水，溶液中溶質質量不變，因此，最終得到溶液溶質的質量分數(shù)=

硫酸鐵的質量

所得溶液的質量

×100%，因此需要根據(jù)氧化鐵質量計算反應生成硫酸鐵的質量及參加反應的硫酸的質量；溶液的質量利用物質質量守恒定律進行計算．

解答：解：（1）需要80%的濃硫酸的質量=

100g×20%

80%

=25g
故答案為：25g（不寫單位不給分）；
（2）①赤鐵礦的主要成分為三氧化二鐵，三氧化二鐵與硫酸反應生成硫酸鐵和水；
故答案為：Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；
②10g赤鐵礦中氧化鐵的質量=10g-2g=8g
Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O
160    294
8g      x

160

294

=

8g

x

 
解之得x=14.7g
故答案為：

160

294

=

8g

x

；
③赤鐵礦樣品中氧化鐵的質量分數(shù)=

10g-2g

10g

×100%=80%
故答案為：80%；
④反應生成硫酸鐵的質量為y
Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O
160           400
8g             y

160

400

 =

8g

y

 
解之得y=20g
參加反應的20%的稀硫酸的質量=14.7g÷20%=73.5g
最終得到溶液溶質的質量分數(shù)=

20g

10g+73.5g+18.5g-2g

×100%=20%
故答案為：20%．

點評：根據(jù)質量守恒定律，最終所得溶液的質量=赤鐵礦樣品質量+參加反應稀硫酸的質量+所加水的質量-濾渣的質量．