Question

某校化學(xué)實(shí)驗(yàn)課上，同學(xué)們用化學(xué)方法探究一種鋼樣品中鐵的含量．同學(xué)們將11.4g鋼樣品和20.0g稀鹽酸（足量）放入質(zhì)量為120.0g燒杯中．在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中對(duì)燒杯及其中的剩余物進(jìn)行了四次稱量，記錄如下表：

反應(yīng)時(shí)間	T0	T1	T2	T3
燒杯和藥品質(zhì)量/g	151.4	151.3	151.0	151.0

（最后結(jié)果保留一位小數(shù)）
（1）反應(yīng)中產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量是

 

g．
（2）鋼的類型分為：

低碳鋼	中碳鋼	高碳鋼
含碳量0.03%-0.3%	含碳量0.3%-0.6%	含碳量0.6%-2%

假設(shè)殘留在燒杯中的黑色固體全部是碳單質(zhì)，試通過(guò)計(jì)算判斷這種鋼屬于哪種類型的鋼？
（3）某鋼廠欲冶煉1000t這種鋼材，需含氧化鐵80%的赤鐵礦多少噸？

Answer 1

分析：（1）由圖示數(shù)據(jù)可以看出，T₂和T₃時(shí)的剩余物質(zhì)質(zhì)量相等，說(shuō)明T₂時(shí)反應(yīng)已完全，氣體不再產(chǎn)生．根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)中產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量=反應(yīng)前物質(zhì)質(zhì)量總和-T₂反應(yīng)后物質(zhì)質(zhì)量總和；
（2）利用鐵與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式和生成氫氣的質(zhì)量，列出比例式，就可計(jì)算出鋼樣品中含鐵的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算出鋼樣品中含碳的質(zhì)量（鋼樣品質(zhì)量-鋼樣品中含鐵的質(zhì)量），然后根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式就可計(jì)算出鋼樣品的含碳量，對(duì)照?qǐng)D表數(shù)據(jù)，即可判斷這種鋼屬于哪種類型的鋼；
（3）根據(jù)（2）中計(jì)算出的鋼樣品的含碳量，得出鋼樣品的含鐵量（1-鋼樣品的含碳量），“1000t×鋼的含鐵量”求出冶煉1000t這種鋼材含鐵的質(zhì)量，除以氧化鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，求出需氧化鐵的質(zhì)量，再除以80%，計(jì)算出需赤鐵礦的質(zhì)量．

解答：解：（1）反應(yīng)中產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量=11.4g+20.0g+120.0g-151.0g=0.4g；故答案為：0.4；
（2）設(shè)鋼樣品中含鐵的質(zhì)量為x，
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
56             2
x             0.4g
∴

56

2

=

x

0.4g

，
解之得：x=11.2g；
鋼樣品中的含碳量=

11.4g-11.2g

11.4g

×100%=1.75%；
對(duì)照?qǐng)D表數(shù)據(jù)可知，這種鋼屬于高碳鋼；
（3）1000t×（1-1.75%）÷70%÷80%=1754.5t．
答：需要這種赤鐵礦石1754.5t．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查學(xué)生利用化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算的能力．解題的關(guān)鍵是根據(jù)質(zhì)量守恒定律求出生成氣體的質(zhì)量，為解答打開突破口，余下的問(wèn)題就可迎刃而解．