Question

4．化学活动小组同学为探究某赤铁矿石样品的纯度，先后进行了三次实验，实验数据如表：

实验次数	第一次	第二次	第三次
所取赤铁矿石样品的质量/g	20	20	30
所加稀硫酸的质量/g	500	400	300
烧杯内剩余固体的质量/g	4	4	14

根据上述实验数据，试回答下列问题：（赤铁矿石样品中所含杂质不与其它任何物质反应也不溶于水）
（1）实验中发生反应的化学方程式为：Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；
（2）此赤铁矿石样品的纯度为：80%；
（3）根据已知条件列出求解第三次实验中稀硫酸中参加反应的硫酸质量（X）的比例式：
（4）如果用98%的浓硫酸配制第二次实验所用的稀硫酸，需加水的质量为：370g；
（5）将第三次实验后烧杯内物质过滤，向所得的不饱和溶液中加入84g的水后，则所得溶液的溶质质量分数为9.6%；
（6）如果将第三次实验中的剩余固体经过洗涤，干燥，并用足量的一氧化碳进行还原，则最终可得到固体的质量为11g．

Answer 1

分析 （1）根据氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水进行分析；
（2）根据赤铁矿石样品中所含杂质不与其它任何物质反应也不溶于水，剩余的固体是不能反应的杂质进行分析；
（3）根据表中的数据分析可知，第二次，氧化铁和硫酸完全反应，依据化学方程式进行计算；
（4）根据溶液稀释前后溶质质量不变进行分析；
（5）根据化学方程式计算反应后得到的溶质质量和溶液质量，然后计算溶质的质量分数；
（6）根据剩余固体是氧化铁和杂质的混合物计算得到的固体质量．

解答 解：（1）氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水，化学方程式为：Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；
（2）$\frac{20g-4g}{20g}$×100%=80%；
（3）设参加反应的硫酸的质量为x，生成硫酸铁的质量为y
Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O
160    294    400
 16g     x     y
$\frac{160}{16g}$=$\frac{292}{x}$=$\frac{400}{y}$；
x=29.2g
y=40g
（4）设需要加水的质量为：400g-$\frac{29.2g}{98%}$=370g；
（5）所得溶液的溶质质量分数为$\frac{40g}{16g+400g}$×100%=9.6%；
（6）设生成铁的质量为z
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
160            112
10g             z
  $\frac{160}{10g}$=$\frac{112}{z}$
 z=7g
所以最终可得到固体的质量为7g+4g=11g．
故答案为：（1）Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；
（2）80%；
（3）$\frac{160}{16g}$=$\frac{292}{x}$；
（4）需要加水的质量为：370g；
（5）所得溶液的溶质质量分数为9.6%；
（6）所以最终可得到固体的质量为7g+4g=11g．

点评 本题主要考查了化学方程式的计算，难度不大，注意解题的规范性和准确性．