Question

某同学模拟工业炼铁原理，取8克Fe₂O₃，通入足量CO，充分反应后，冷却，将剩余的固体移入盛有一定质量硫酸溶液的烧杯中，恰好完全反应，得到质量分数为10%的溶液．
（1）炼铁的化学方程式为______．
（2）8克Fe₂O₃中含Fe元素的质量是______．
（3）所得溶液中溶质和溶剂的质量最简比为______．
（4）所用硫酸溶液的溶质质量分数为多少．

Answer 1

解：（1）氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应的化学方程式为：Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂．
故填：Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂．
（2）8克Fe₂O₃中含Fe元素的质量是：8g××100%=5.6g．
故填：5.6g．
（3）氧化铁中铁元素的质量即为反应生成铁的质量，生成铁的质量是5.6g，
设参加反应的硫酸的质量为X，生成硫酸亚铁的质量为Y，生成氢气的质量为Z，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，
56 98 152 2
5.6g X Y Z
===，
X=9.8g，Y=15.2g，Z=0.2g，
设溶剂水的质量为m，则有：×100%=10%，
m=136.8g，
所得溶液中溶质和溶剂的质量最简比为：15.2g：136.8g=1：9．
故填：1：9．
（4）溶剂水的质量即为稀硫酸中水的质量，稀硫酸的质量为：9.8g+136.8g=146.6g，
所用硫酸溶液的溶质质量分数为：×100%=6.7%；
答：所用硫酸溶液的溶质质量分数是6.7%．
分析：（1）氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应能生成铁和二氧化碳；
（2）根据物质的化学式、物质的质量可以计算组成元素的质量；
（3）根据溶液中溶质质量、溶剂质量可以计算溶质和溶剂的质量最简比；
（4）溶质质量和溶液质量相比，再乘以百分之百，即为溶液的溶质质量分数．
点评：本题考查的内容较多，在（3）中可以把相关量一并求出，从而使计算简单化．