Question

10．工業(yè)煉鐵的設備是高爐．所需的原料有焦炭、石灰石、鐵礦石和氧氣．小強為了探究某冶煉廠赤鐵礦石中氧化鐵的質量分數(shù)，設計了如圖所示的裝置進行實驗，得到如下兩組數(shù)據（樣品質量為10g，雜質不參加反應）

	反應前	反應后
A組	玻璃管和赤鐵礦石樣品的質量13.461g	玻璃管和固體物質的 質量12.5g
B組	燒杯和石灰水的質量253g	燒杯和燒杯中物質的 質量27.84g

你認為他應該選用了A （填“A”或“B”）組數(shù)據來計算
根據你所選擇的數(shù)據計算赤鐵礦石中氧化鐵的質量分數(shù)？
結合裝置圖回答他不選用另一組數(shù)據計算的原因未能將生成的二氧化碳完全吸收．

Answer 1

分析 根據煉鐵的設備和原料分析回答有關的問題；
根據CO還原氧化鐵的反應化學方程式可得知，反應前氧化鐵中鐵元素全部被還原成生鐵中的鐵，因此，利用反應的化學方程式由減少的質量求出氧化鐵的質量，然后再求出赤鐵礦石中氧化鐵的質量分數(shù)；
A組實驗前后的質量差為被還原的氧化鐵中氧元素的質量，由此數(shù)據可準確計算出鐵礦石中氧化鐵的質量及質量分數(shù)；而B組實驗前后的質量差為石灰水吸收二氧化碳的質量，由于氫氧化鈣微溶于水，未能將生成的二氧化碳完全吸收出現(xiàn)較大偏差而影響計算結果．

解答 解：工業(yè)煉鐵的設備是高爐．所需的原料有焦炭、石灰石、鐵礦石和氧氣；
A組實驗中反應前后的質量差為被還原的氧化鐵中氧元素的質量，由A組實驗數(shù)據可準確計算出鐵礦石中氧化鐵的質量及質量分數(shù)；而B組實驗中如果澄清石灰水吸收了空氣中的二氧化碳，可使得反應前后質量差增大，影響根據二氧化碳質量所計算的氧化鐵的質量及其質量分數(shù)，故不宜使用該組數(shù)據進行計算；
設氧化鐵的質量為x，則
3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3CO₂+2Fe    固體減少
         160                        112    160-112=48
           x                                  13.461g-12.5g=0.961g
$\frac{160}{48}=\frac{x}{0.961g}$  解得：x≈3.2g
則赤鐵礦石中氧化鐵的質量分數(shù)=$\frac{3.2g}{10g}$×100%=32%
不選用另一組數(shù)據計算的原因未能將生成的二氧化碳完全吸收．
故填：高爐，氧氣；A；80%；未能將生成的二氧化碳完全吸收．

點評 根據化學方程式進行計算時，所使用物質的質量應為純凈物的質量，含雜質的物質的質量不能直接代入方程式進行計算．