Question

12．某鐵礦粉，主要成分為鐵的氧化物（Fe_xO_y），一學(xué)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)）
ⅰ．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
ⅱ．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：
通過計算回答下列問題：
（1）過程ⅰ中生成氣體的質(zhì)量17.6g，過程ⅱ中固體充分反應(yīng)后，產(chǎn)生氣體的質(zhì)量為0.6g．
（2）所用稀硫酸溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為49%．
（3）29g鐵礦粉所含鐵的氧化物中，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的最簡整數(shù)比x：y=3：4．

Answer 1

分析 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，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，過程ⅰ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ⅱ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
$\frac{56}{2}$=$\frac{y}{0.6g}$     
y=16.8g

$\frac{98}{2}$=$\frac{x}{0.6g}$
x=29.4g
所用稀硫酸溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{29.4g}{60g}×$100%=49%
（3）Fe_xO_y+yCO $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$xFe+yCO₂；
                                   56x        44y
                                   16.8g  17.6g
$\frac{56x}{44y}=\frac{16.8g}{17.6g}$
$\frac{x}{y}=\frac{3}{4}$
（4）則：該鐵的氧化物化學(xué)式中，x、y的最簡整數(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
答案：
（1）17.6；0.6；
（2）49%；
（3）16.8；6.4；
（4）3：4

點評 本題難度不大，掌握根據(jù)化學(xué)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．