Question

某校興趣小組探究學校附近赤鐵礦中Fe₂O₃的純度．他們采集了80g礦樣，粉碎后均分成四等份，分別置于四個燒杯中，然后分別向四個燒杯中加入同一濃度的稀硫酸，加入硫酸的質量與反應后剩余固體質量如下表所示．（假設礦石中的雜質既不和稀硫酸反應，也不溶于水）

	實驗1	實驗2	實驗3	實驗4
加稀硫酸質量	150g	240g	330g	400g
剩余固體質量	12g	7.2g	4g	4g

求：
（1）該礦樣中Fe₂O₃的質量分數．
（2）所用稀硫酸的溶質質量分數．

Answer 1

分析：根據表中數據分析解答，四次實驗中礦石質量相等，硫酸的質量不等，由實驗1、2對比可知實驗1中150g稀硫酸與8g氧化鐵完全反應，實驗3比實驗2酸的質量增加，固體質量又減少，說明實驗2中硫酸完全反應，實驗4增加硫酸的質量，但固體質量不再減少，說明這4g固體中沒有氧化鐵了．

解答：解：（1）由實驗3、4可知剩余固體4g是雜質的質量，不能與稀硫酸反應，所以氧化鐵的質量分數為

20g-4g

20g

×100%=80%
（2）四次實驗中固體質量相等都是20g，酸的質量不等，由實驗1、2對比可知，實驗2稀硫酸質量增加，固體質量減少，故實驗1中150g稀硫酸與20g-12g=8g氧化鐵完全反應，設：稀硫酸的溶質質量分數為x
Fe₂O₃ +3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O
160        3×98
（20g-12g）150g?x

160

8g

=

3×98

150g×x

x=9.8%
答：（1）該礦樣中Fe₂O₃的質量分數為80%；
（2）所用稀硫酸的溶質質量分數為9.8%．

點評：數據處理型計算題關健是分析每一次實驗中哪種物質過量或完全反應，分析出哪次實驗是恰好完全反應．