Question

某中學社會實踐活動小組利用假期對當?shù)劁撹F廠進行了調(diào)研，對從礦石開始到鋼鐵產(chǎn)出的工藝流程有了較全面的感性認識。請你參與計算該社會實踐活動小組感興趣的問題：

(1)將6.62 g鐵礦石樣品投入適量的鹽酸中(充分反應)，過濾，然后在濾液中加過量的NaOH溶液，充分反應后，過濾、洗滌、灼燒得4.80 g Fe₂O₃�，F(xiàn)以該鐵礦石為原料煉鐵，若生產(chǎn)過程中鐵元素損失4％，計算每生產(chǎn)1.00 t生鐵(含鐵96％)，至少需要這種鐵礦石多少噸?(保留兩位小數(shù))

(2)取某鋼樣粉末28.12 g(假設只含F(xiàn)e和C)，在氧氣流中充分反應，得到CO₂氣體224 mL(標準狀況)。

① 計算此鋼樣粉末中鐵和碳的物質(zhì)的量之比。

② 再取三份不同質(zhì)量的鋼樣粉末分別加到100 mL相同濃度的H₂SO₄溶液中，充分反應后，測得的實驗數(shù)據(jù)如下表所示：

實驗序號	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
加入鋼樣粉末的質(zhì)量/g	2.812	5.624	8.436
生成氣體的體積/L(標準狀況)	1.120	2.240	2.800

計算硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度為多少？

③若在實驗Ⅱ中繼續(xù)加入m g鋼樣粉末，計算反應結(jié)束后剩余的固體質(zhì)量為多少?(用含m的代數(shù)式表示)

Answer 1

(1)解：6.62 g鐵礦石中鐵的質(zhì)量為m(Fe)=4.80 g×=3.36 g

生產(chǎn)1.00 t生鐵至少需鐵礦石的質(zhì)量為：

m(鐵礦石)=≈1.97 t

(2)①n(C)==0.010 mol

m(C)=0.010 mol×12 g·mol^-1=0.12 g

=50：1

即此鋼樣粉末中鐵和碳的物質(zhì)的量之比為50：1

②根據(jù)實驗Ⅲ可得：

Fe+H₂SO₄FeSO₄+H₂↑

     1 mol                        22.4 L

     n(H₂SO₄)                2.800 L

n(H₂SO₄)=0.125 mol

c(H₂SO₄)==1.25 mol·L^-1

③當鋼樣粉末中的鐵未全部溶解時(m＞1.406 g)，剩余的固體質(zhì)量為：

(5.624+m) g－0.125 mol×56 g·mol^-1=(m-1.376)g

當鋼樣粉末中的鐵全部溶解時(m≤1.406 g)，剩余的固體質(zhì)量為：

(5.624+m)g× g