Question

4．某鐵礦粉，主要成分為鐵的氧化物（Fe_xO_y），某學生利用實驗作進一步分析，過程及數(shù)據(jù)如下：（注：鐵礦粉中雜質(zhì)不參與下列過程中的反應(yīng)） 
A．取29g該鐵礦粉在CO氣流中充分加熱，將反應(yīng)后的氣體用燒堿溶液充分吸收，燒堿溶液增重17.6g
B．將上述加熱后的固體取出后，再向固體逐滴加入稀硫酸，測得產(chǎn)生氣體與滴入稀硫酸的質(zhì)量關(guān)系如圖：
通過分析與計算回答下列問題：
（1）過程A中生成氣體的質(zhì)量為17.6g，
（2）29g鐵礦粉中，鐵元素的質(zhì)量為16.8g；
（3）該鐵的氧化物的化學式為Fe₃O₄；
（4）所用稀硫酸溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為多少．（寫出計算過程）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)CO具有還原性，能與鐵的氧化物反應(yīng)而使鐵的氧化物還原成鐵，同時放出二氧化碳，將反應(yīng)后的氣體用燒堿溶液充分吸收，燒堿溶液增重17.6g，增重為反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量，生成的鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，由圖示可以看出產(chǎn)生氣體的質(zhì)量；
（2）根據(jù)氫氣的質(zhì)量利用反應(yīng)的化學方程式求出所用稀硫酸溶液的溶質(zhì)質(zhì)量和參加反應(yīng)的鐵元素的質(zhì)量；
（3）根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量利用反應(yīng)的化學方程式求出29g鐵礦粉所含鐵的氧化物的質(zhì)量，從而求出氧元素的質(zhì)量，根據(jù)鐵元素和氧元素的質(zhì)量比解答；
（4）根據(jù)參加反應(yīng)的硫酸的質(zhì)量和稀硫酸的質(zhì)量進行計算．

解答 解：（1）CO具有還原性，能與鐵的氧化物反應(yīng)而使鐵的氧化物還原成鐵，同時放出二氧化碳，將反應(yīng)后的氣體用燒堿溶液充分吸收，燒堿溶液增重17.6g，
增重的質(zhì)量為反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量，過程A中生成氣體的質(zhì)量為17.6g；
生成的鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，過程B中固體充分反應(yīng)后，產(chǎn)生氣體的質(zhì)量為0.6g；
（2）設(shè)所用稀硫酸溶液的溶質(zhì)質(zhì)量為a，鐵的質(zhì)量為b
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56     98                  2
b        a                 0.6g
$\frac{56}$=$\frac{98}{a}$=$\frac{2}{0.6g}$
b=16.8g
a=29.4g
（3）Fe_xO_y+yCO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$xFe+yCO₂；
                                 56x     44y
                                16.8g  17.6g
             $\frac{56x}{16.8g}$=$\frac{44y}{17.6g}$
      x：y=3：4
所以該鐵的氧化物的化學式為：Fe₃O₄；
（4）所用稀硫酸溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{29.4g}{60g}$×100%=49%．
故答案為：（1）17.6；
（2）16.8；
（3）Fe₃O₄；
（4）49%．

點評 本題難度不大，掌握根據(jù)化學方程式的計算即可正確解答本題，解題時要注意解題的規(guī)范性．本題考查了常規(guī)性的冶煉鐵的原理及實驗的注意事項等，并在此基礎(chǔ)上通過對鐵冶煉原理的知識遷移，理解該題的實驗過程及目的，考查了知識的運用及實驗分析的能力．