Question

14．工業上常用一定濃度的稀硫酸對表面生銹的鐵件進行酸洗．某酸洗池里盛有440kg質量分數為40%的硫酸溶液，放入表面生銹的鐵件浸泡，浸泡過程中單質鐵也有部分損失，假設溶液中只發生了如下反應：
Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O
Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄
取出鐵件用水沖洗，沖洗液倒入酸洗池中合并共得到580kg溶液，其中只有H₂SO₄和FeSO₄兩種溶質，經過測定硫酸的質量分數降低到5%．計算：
（1）消耗H₂SO₄的質量．
（2）損失的單質鐵的質量．
（3）要使H₂SO₄的質量分數恢復到40%，需要加入質量分數為98%的硫酸的質量．

Answer 1

分析 （1）根據酸洗池里盛有440kg質量分數為40%的硫酸溶液，反應后沖洗液倒入酸洗池中合并共得到580kg溶液，其中只有H₂SO₄和FeSO₄兩種溶質，經過測定硫酸的質量分數降低到5%．硫酸減少的質量即為消耗H₂SO₄的質量．
（2）根據消耗H₂SO₄的質量利用反應的化學方程式求出損失的單質鐵的質量；
（3）根據溶液的溶質質量分數公式進行分析解答．

解答 解：
（1）消耗H₂SO₄的質量=440kg×40%-580kg×5%=147Kg；
（2）設損失的單質鐵的質量為x
由Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄
Fe～Fe₂（SO₄）₃～3H₂SO₄
56               294
x                147Kg
$\frac{56}{x}=\frac{294}{147Kg}$
x=28Kg
（3）設需要加入質量分數為98%的硫酸的質量為y
$\frac{580Kg×5%+98%y}{580Kg+y}×$100%=40%
y=350Kg
答案：
（1）消耗H₂SO₄的質量為147Kg；
（2）損失的單質鐵的質量為28Kg
（3）需要加入質量分數為98%的硫酸的質量為350Kg

點評 本題難度不是很大，主要考查了有關溶質質量分數的計算及根據化學方程式進行有關量的計算，培養學生的計算能力和應用知識分析問題、解決問題的能力．