Question

18．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)為了分析某鐵礦石【主要成分為鐵的氧化物（Fe_xO_y）】的成分，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：（雜質(zhì)不參加反應(yīng)，也不溶于水）
①取29g該鐵礦石樣本在充足的CO氣流中充分加熱，將反應(yīng)后的氣體用充足的燒堿溶液充分吸收，燒堿溶液增重17.6g
②取出實(shí)驗(yàn)①反應(yīng)后剩余的固體逐漸加入稀硫酸充分反應(yīng)，測(cè)得所加稀硫酸質(zhì)量與反應(yīng)后生成的氣體質(zhì)量如表：

稀硫酸的質(zhì)量/g	20	40	60	80
氣體的質(zhì)量/g	0.2	0.4	0.6	0.6

請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回答下列問(wèn)題：
（1）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程①中生成氣體的質(zhì)量17.6g．
（2）試求所用稀硫酸溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計(jì)算過(guò)程），并在圖中畫出產(chǎn)生氫氣的曲線圖．

（3）在29g鐵礦石含鐵的氧化物中，鐵元素的質(zhì)量為16.8g，氧元素的質(zhì)量為6.4g．
（4）該鐵的氧化物化學(xué)式中，x、y的最簡(jiǎn)整數(shù)比x：y=3：4．

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(shí)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，根據(jù)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(xué)方程式求出所用稀硫酸溶液的溶質(zhì)質(zhì)量；
（3）根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量利用反應(yīng)的化學(xué)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；
（4）根據(jù)鐵元素和氧元素的質(zhì)量比解答．

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(shí)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，過(guò)程①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(guò)程②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x，鐵的質(zhì)量為y．
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56   98                   2
y     x                    0.6g
則$\frac{56}{y}=\frac{98}{x}=\frac{2}{0.6g}$，解得y=16.8g，x=29.4g，
所用稀硫酸溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{29.4g}{60g}×$100%=49%
（4）Fe_xO_y+yCO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$xFe+yCO₂；
                                   56x        44y
                                   16.8g  17.6g
則$\frac{56x}{44y}=\frac{16.8g}{17.6g}$，解得x：y=3：4．
（3）則：該鐵的氧化物化學(xué)式中，x、y的最簡(jiǎn)整數(shù)比x：y=3：4
29g鐵礦粉所含鐵的氧化物中，氧元素的質(zhì)量為16.8g×$\frac{16×4}{56×3}$=6.4g，
故答案為：
（1）17.6；0.6；（2）49%；（3）16.8；6.4；（4）3：4．

點(diǎn)評(píng) 本題難度不大，掌握根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算即可正確解答本題，解題時(shí)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(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)等，并在此基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)鐵冶煉原理的知識(shí)遷移，理解該題的實(shí)驗(yàn)過(guò)程及目的，考查了知識(shí)的運(yùn)用及實(shí)驗(yàn)分析的能力．