Question

现有含杂质的赤铁矿（主要成分为Fe₂O₃）样品，为了测定该样品中氧化铁的质量分数，某同学取该样品5.0g．该同学在实验室用一氧化碳还原赤铁矿（杂质不参加反应）．装置示意图如下：

（1）在直形管内发生反应的化学方程式是：______．
（2）在盛有足量澄清石灰水试管的中里，发生反应的化学方程式是：______．
（3）样品充分反应后，测定实验数据，澄清石灰水增重3.3g．
（4）计算：
①反应生成CO₂的质量是：______；②Fe₂O₃的相对分子质量是：______；
③10g赤铁矿中含氧化铁的质量是：______g；④该样品中氧化铁的质量分数是：______．

Answer 1

解：（1）由该实验可知，一氧化碳还原赤铁矿的反应中，反应物为CO和Fe₂O₃，由石灰水变浑浊及元素守恒，则生成物为Fe和CO₂，
则反应的化学方程式为Fe₂O₃ +3CO2Fe+3CO₂，故答案为：Fe₂O₃ +3CO2Fe+3CO₂；
（2）因石灰水足量，则二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，即反应为Ca（OH）₂ +CO₂=CaCO₃↓+H₂O，故答案为：Ca（OH）₂ +CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（4）①由测定实验数据，澄清石灰水增重3.3g，可知石灰水增重是因吸收了二氧化碳的质量，即二氧化碳的质量为3.3g，故答案为：3.3g；
②由氧化铁的化学式为Fe₂O₃，其相对分子质量为56×2+16×3=160，故答案为：160；
③设5.0g样品中氧化铁的质量为xg，则
Fe₂O₃ +3CO2Fe+3CO₂，
160 132
x 3.3g
，解得x=4.0g，
即5．g样品中含有氧化铁的质量为4.0g，
则10.0g样品中含有氧化铁的质量为×4.0g=8.0g，故答案为：8.0；
④样品中氧化铁的质量分数为×100%=80%，故答案为：80%．
分析：（1）根据一氧化碳还原赤铁矿中反应物和生成物来书写化学反应方程式；
（2）足量澄清石灰水与二氧化碳反应来书写化学反应方程式；
（4）由澄清石灰水增重3.3g，根据反应可知增重质量即为二氧化碳质量，根据相对原子质量可计算相对分子质量，然后将二氧化碳质量代入炼铁的化学反应方程式来计算氧化铁的质量，最后计算样品中氧化铁的质量分数．
点评：本题考查炼铁的反应方程式的书写及有关计算，学生应明确反应现象来判读反应物和生成物，明确石灰水增重的原因是计算的关键．