Question

15．濕法冶金是我國(guó)古代勞動(dòng)人民智慧的結(jié)晶，若向ag含雜質(zhì)的鐵粉中（假設(shè)物質(zhì)不溶于水，也不與其他物質(zhì)反應(yīng)）加入160g溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的硫酸銅溶液，恰好完全反應(yīng)后，過(guò)濾得到6.8g干燥固體，同時(shí)得到一種不飽和溶液（濾液損失忽略不計(jì)）．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）寫(xiě)出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
（2）根據(jù)硫酸銅質(zhì)量列出求解樣品中鐵的質(zhì)量（x）的比例式$\frac{56}{x}$=$\frac{160}{160g×10%}$；
（3）a的數(shù)值為6．
（4）若向反應(yīng)后的濾液中加入40.8g水，則所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.6%；
（5）工業(yè)上若要得到120t上述鐵粉，需要含雜質(zhì)（雜質(zhì)不含鐵元素）20%的赤鐵礦的質(zhì)量是200t．

Answer 1

分析 （1）發(fā)生反應(yīng)：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
（2）溶液中硫酸銅的質(zhì)量為160g×10%，由方程式Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，可知反應(yīng)中Fe與硫酸銅的質(zhì)量之比為56：160；
（3）利用差量法計(jì)算反應(yīng)后固體增重質(zhì)量，a的值=反應(yīng)后固體質(zhì)量-固體質(zhì)量增重；
（4）n（FeSO₄）=n（CuSO₄）=$\frac{160g×10%}{160g/mol}$=0.1mol，根據(jù)m=nM計(jì)算溶液中m（FeSO₄），反應(yīng)后溶液質(zhì)量=160g-固體質(zhì)量增重，計(jì)算加入水后溶液總質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算硫酸亞鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（5）由方程式可知n（Fe）=n（CuSO₄），根據(jù)m=nM計(jì)算鐵粉中Fe的質(zhì)量，再計(jì)算鐵粉中Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，根據(jù)鐵元素質(zhì)量相等計(jì)算．

解答 解：（1）上述反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，
故答案為：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
（2）溶液中硫酸銅的質(zhì)量為160g×10%，樣品中鐵的質(zhì)量為x，則：
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
56   160
x    160g×10%
所以$\frac{56}{x}$=$\frac{160}{160g×10%}$
故答案為：$\frac{56}{x}$=$\frac{160}{160g×10%}$；
（3）設(shè)反應(yīng)后固體質(zhì)量增重為m，則：
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu  固體增重
   160             64-56=8
   160g×10%         m
所以160：8=160g×10%：m
解得m=0.8
所以a的數(shù)值為6.8=0.8=6，
故答案為：6；
（4）n（FeSO₄）=n（CuSO₄）=$\frac{160g×10%}{160g/mol}$=0.1mol，則溶液中m（FeSO₄）=0.1mol×152g/mol=15.2g，反應(yīng)后溶液質(zhì)量為160g-0.8g=159.2g，若向反應(yīng)后的濾液中加入40.8g水，則溶液總質(zhì)量=159.2g+40.8g=200g，則所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{15.2g}{200g}$×100%=7.6%，
故答案為：7.6%；
（5）樣品中n（Fe）=n（CuSO₄）=$\frac{160g×10%}{160g/mol}$=0.1mol，則Fe的質(zhì)量為0.1mol×56g/mol=5.6g，故鐵粉中Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{5.6g}{6g}$×100%，
設(shè)需要含雜質(zhì)（雜質(zhì)不含鐵元素）20%的赤鐵礦的質(zhì)量是y，由鐵元素質(zhì)量相等可得：
y×（1-20%）×$\frac{112}{160}$=120t×$\frac{5.6g}{6g}$×100%
解得y=200t，
故答案為：200t．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物有關(guān)計(jì)算、化學(xué)方程式計(jì)算等，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力，難度中等．