Question

【题目】某化学兴趣小组对生铁的冶炼和性质非常感兴趣。同学们称取了20g生铁样品，放在质量为10.0g的烧杯中，将20g稀盐酸分4次加入烧杯中。在化学反应过程中对烧杯(包括溶液和固体)进行了五次称量，记录如下表：

加酸质量/g	5	5	5	5
反应后烧杯和药品质量/g	34.8	39.6	44.4	49.3

(1)样品完全反应产生H2的质量是____克，这种样品中铁的含量是___?(精确到0.1％)

(2)请在坐标中画出相应的曲线图_____(纵坐标为生成物的质量，请设定具体物质；并标出曲线中必要的数据)。

(3)请解释生铁与盐酸反应过程速度由快变慢的原因是____。

(4)生铁可以由一氧化碳还原铁矿石得到。同学们在实验室用CO和Fe2O3隔绝空气加强热模拟炼铁过程(密闭容器中)，一段时间后收集到如下数据：

物质	CO	Fe2O3	Fe	M	CO2
反应前质量(g)	2.8	16	0	0	0
反应后质量(g)	0	0	0	a	b

CO还原Fe2O3时在一定条件下除了会生成铁，也可能生成铁的其它氧化物FeO和Fe3O4，表中b的值为___；物质M的化学式为____

Answer 1

【答案】0.7 98% 随着盐酸被消耗，盐酸中溶质质量分数减小，所以反应速度由快变慢 4.4g FeO

【解析】

（1）根据质量守恒定律可得，样品完全反应后生成H2的质量=20g+10g+20g-49.3g=0.7g；

设：生成0.7g的氢气需铁的质量为x，同时生成氯化亚铁的质量为y。

x=19.6g；

y=44.45g；

样品中铁的含量=；

（2）根据题意可知，每5g盐酸能产生的氢气质量=20g+10g+5g-34.8g=0.2g；

设：产生0.7g氢气需盐酸的质量为z。

z=17.5g；

该反应没有加入盐酸时，氯化亚铁、氢气的质量为零，随盐酸的加入，反应的生成的氯化亚铁、氢气的质量逐渐增大，当加入盐酸17.5g时，铁完全反应，氯化亚铁、氢气质量不再增大，最终产生的氯化亚铁质量为44.45g，氢气的质量为0.7g。图像如图：

（3）生铁与盐酸反应过程速度由快变慢的原因是随着盐酸被消耗，盐酸中溶质质量分数减小，所以反应速度由快变慢；

（4）生成的二氧化碳的质量为m，由元素质量守恒可知：

解得：m=4.4g

Fe2O3中铁元素的质量为

生成的M中氧元素的质量为：；

生成的M中铁原子、氧原子的个数比为：，所以物质M的化学式为FeO。表中b的值为4.4；物质M的化学式为FeO。