Question

利用如圖所示裝置測定某含菱鐵礦的礦石樣品中碳酸亞鐵的質量分數（雜質不含鐵元素且在實驗過程中不發生任何變化），實驗數據記錄在下表中．

	實驗前	實驗后
硬質玻璃管（含樣品）	185.6g	181.1g
說  明	①空硬質玻璃管質量為l69.6g ②含鐵各物質反應完全

提示：菱鐵礦的化學性質與石灰石類似．
（1）該含菱鐵礦的礦石樣品中碳酸亞鐵的質量分數______；
（2）實驗結束后盛有澄清石灰水的試管的總質量比反應前的總質量增加______克．

Answer 1

【答案】分析：（1）固體物質的減少主要是因為從碳酸亞鐵變成鐵，失去了CO₃，所以質量的減少為CO₃的質量，根據兩者的關系求算碳酸亞鐵的質量，從而計算出其質量分數．
（2）空硬質玻璃管中減少的質量就是與一氧化碳結合的氧元素的質量，根據與一氧化碳結合的氧元素的質量求算二氧化碳的質量．
解答：解：（1）實驗中發生的化學反應有：FeCO₃FeO+CO₂↑，CO+FeOFe+CO₂↑，CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
CO還原菱鐵礦最終產物是鐵和二氧化碳，實驗前后硬質玻璃管（含樣品）質量差為185.6g-181.1g=4.5g，實際上就是FeCO₃中失去CO₃^2-的質量，由此可計算出FeCO₃的質量為4.5g÷（100%）=8.7g．實驗前硬質玻璃管（含樣品）質量為185.6g，空硬質玻璃管質量為l69.6g，得出樣品質量為16g，故含菱鐵礦的礦石樣品中碳酸亞鐵的質量分數為100%=54.375%．
（2）分析可知碳酸根離子中只有一個氧原子和一氧化碳而生成二氧化碳，而剩余部分直接轉化為二氧化碳；設與一氧化碳反應生成的二氧化碳的質量為x，而碳酸亞鐵分解所生成的二氧化碳質量為y．
CO₃～一氧化碳轉化的CO₂～碳酸亞鐵分解產生的CO₂
60       44                   44
4.5g     x                    y
       x=3.3g      y=3.3g
所以二氧化碳總質量為3.3g+3.3g=6.6g．
故答案為：（1）54.375%；（2）6.6g．
點評：本題有一定難度，理解題意、弄清各物質間的反應關系、質量關系是正確解答本題的關鍵．