Question

某化驗員對煉鐵廠購進的赤鐵礦石（主要成分為Fe₂O₃）樣品進行分析，取20g該樣品加入稀鹽酸中，完全反應后，共用去184g稀鹽酸，過濾得濾渣4.0g（雜質(zhì)既不溶于酸也不溶于水）該反應原理是：Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，求：
（1）該赤鐵礦石樣品中的Fe₂O₃的質(zhì)量分數(shù)？
（2）稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)？
（3）反應后所得的溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)？

Answer 1

解：（1）依據(jù)題意可知，赤鐵礦中氧化鐵的質(zhì)量為：20.0g-4.0g=16.0g；
赤鐵礦石樣品中的Fe₂O₃的質(zhì)量分數(shù)為 ×100%=80.0%
（2）設反應后生成FeCl₃的質(zhì)量為x，消耗氯化氫的質(zhì)量是y；
Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3 H₂O
160 219 325
16.0g y x

x=32.5g
y=21.9g
稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)×100%=11.9%
（3）反應后所得FeCl₃溶液的質(zhì)量為：20.0g+184.0g-4.0g=200.0g
反應后所得FeCl₃溶液的質(zhì)量分數(shù)為：×100%=16.25%
答：（1）赤鐵礦石樣品中Fe₂O₃的質(zhì)量為16.0g，其純度為80.0%
（2）稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)11.9%；
（3）反應后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為16.25%
分析：（1）由題意可知赤鐵礦石中的雜質(zhì)既不容易酸，也不溶于水，而且該題目中涉及的化學反應也不會生成沉淀，所以濾渣的質(zhì)量就是赤鐵礦石中雜質(zhì)的質(zhì)量．那么樣品中Fe₂O₃的質(zhì)量=用樣品的質(zhì)量-雜質(zhì)的質(zhì)量．
（2）由氧化鐵的質(zhì)量根據(jù)氧化鐵與稀鹽酸反應的化學方程式可以計算出稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．
（3）根據(jù)題意反應后溶質(zhì)是FeCl₃，可以根據(jù)化學方程是求出其質(zhì)量．反應后所得溶液的質(zhì)量=反應前所以物質(zhì)的質(zhì)量-雜質(zhì)的質(zhì)量．即可求出反應后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．
點評：求反應后所得溶液的質(zhì)量的計算是初中化學計算的一個重點內(nèi)容，其方法一般是：所加入的所有物質(zhì)的質(zhì)量總和-生成氣體的質(zhì)量-生成沉淀的質(zhì)量．