Question

5．濕法冶金是我國古代勞動人民智慧的結(jié)晶．若向ag含雜質(zhì)的鐵粉中（假設(shè)雜質(zhì)不溶于水，也不與其他物質(zhì)反應(yīng)）加入l60g溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為l0%的硫酸銅溶液，恰好完全反應(yīng)后，過濾得到6.8g干燥固體，同時得到一種不飽和溶液（濾液損失忽略不計(jì)）．
請回答下列問題：
（1）上述反應(yīng)后的濾液中存在的粒子有Fe²⁺、SO₄^2-、H₂O（用化學(xué)符號表示）；
（2）求a的數(shù)值；
（3）若向反應(yīng)后的濾液中加入40.8g水，計(jì)算所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（4）工業(yè)上若要得到180t上述鐵粉，計(jì)算需要含雜質(zhì)（雜質(zhì)不含鐵元素）20%的赤鐵礦的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）鐵與硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵；
（2）根據(jù)a的值等于鐵與雜質(zhì)的質(zhì)量之和；
（3）根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算公式求出所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（4）根據(jù)一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳的化學(xué)方程式，由反應(yīng)中鐵與氧化鐵的質(zhì)量關(guān)系可以求得含氧化鐵20%的赤鐵礦的質(zhì)量．

解答 解：（1）鐵與硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵，故濾液中存在的粒子有：Fe²⁺、SO₄^2-、H₂O；
故填：Fe²⁺、SO₄^2-、H₂O；
硫酸銅的質(zhì)量為：l60g×l0%=16g
設(shè)生成的銅的質(zhì)量為y，硫酸亞鐵的質(zhì)量為z
Fe+CuS0₄=FeSO₄+Cu；
56   160      152     64
x      l6g       z        y
$\frac{56}{x}=\frac{160}{16g}=\frac{152}{z}=\frac{64}{y}$
解得：x=5.6g，z=15.2g，y=6.4g
（2）由題可知：a=5.6g+（6.8g-6.4g）=6g；
答：a為6g；
（3）所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{15.2g}{160g+5.6g+40.8g-6.4g}$×100%=7.6%；
答：所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.6%；
（4）鐵的質(zhì)量為：120t×$\frac{5.6g}{6g}$=112t
設(shè)需要赤鐵礦石的質(zhì)量為m．
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
160                      112
m（1-20%）        112t
$\frac{160}{112}=\frac{m（1-20%）}{112t}$
解得：m=200t
答：需要赤鐵礦石的質(zhì)量為200t．

點(diǎn)評 本題的綜合性較強(qiáng)，比較全面地考查了化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)方程式的計(jì)算、溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算，含雜質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算等，只有全面地掌握了有關(guān)的化學(xué)計(jì)算才能較好地完成本題．