Question

3．甲、乙兩組同學根據(jù)磁鐵礦與一氧化碳反應的原理，分別利用梁總方法測定了磁鐵礦樣品中四氧化三鐵的質量．已知磁鐵礦與一氧化碳反應的化學方程式如下（假設磁鐵礦中的雜質不參加反應）：Fe₃O₄+4CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Fe+4CO₂（計算最終結果保留小數(shù)點后二位）．
（1）甲組同學取該磁鐵樣品10g，與足量的一氧化碳充分反應，測得生成的二氧化碳氣體質量為5.5g．請你根據(jù)甲組同學的實驗數(shù)據(jù)，計算出磁鐵礦樣品中四氧化三鐵的質量．
（2）乙組同學取該磁鐵礦樣品10g，與足量的一氧化碳充分反應，測得反應后固體物質的質量為8g．請你根據(jù)乙組同學的實驗數(shù)據(jù)，列出計算磁鐵礦樣品中四氧化三鐵質量的等式（不要求計算結果）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題意，溶液增加的質量5.5g即還原四氧化鐵生成二氧化碳的質量，根據(jù)反應的化學方程式，由二氧化碳質量計算參加反應四氧化三鐵的質量，并完成磁鐵礦樣品中四氧化三鐵的質量分數(shù)的計算；
（2）根據(jù)還原四氧化三鐵的反應可知，樣品與充分反應后固體物質的質量差即為四氧化三鐵中氧元素的質量，利用四氧化三鐵中氧元素的質量分數(shù)，由此氧元素質量計算四氧化三鐵的質量．

解答 解：（1）設樣品中Fe₃O₄的質量為x．
Fe₃O₄+4CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Fe+4CO₂
232                              176
x                                 5.5g
$\frac{232}{x}=\frac{176}{5.5g}$ 
解得x=7.25g
樣品中Fe₃O₄的質量分數(shù)為$\frac{7.25g}{10g}$×100%=72.5%
（2）設樣品中Fe₃O₄的質量為x．（不要將8g固體理解為鐵，還含有未反應的雜質）
Fe₃O₄+4CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Fe+4CO₂  固體質量差量△m
232                      168                 64
x                             （10g-8g）=2g
$\frac{232}{x}$=$\frac{64}{2g}$
答案：
（1）磁鐵礦樣品中四氧化三鐵的質量分數(shù)為72.5%；
（2）$\frac{232}{x}$=$\frac{64}{2g}$

點評 有時同一道題有不同的解題方法，我們可以根據(jù)實驗的簡易程度、或計算的繁簡程度進行篩選．