Question

武漢-宜昌高速電氣化鐵路2013年通車，高鐵建設需要大量的鐵礦石．某化學興趣小組取得鐵路建設的赤鐵礦石（含Fe₂O₃和雜質，雜質不溶于水且不參加化學反應）20g加入84g稀鹽酸，恰好完全反應后過濾，得到濾渣4g．求：
（1）赤鐵礦石中Fe₂O₃的質量分數；
（2）所得濾液中溶質的質量分數．

Answer 1

解：（1）赤鐵礦樣品中Fe₂O₃的質量=20g-4g=16g；
赤鐵礦樣品中Fe₂O₃的質量分數（純度）=×100%=80%．
（2）設反應后生成氯化鐵的質量為x
Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O
160 325
16g x

解之得 x=32.5g
反應后所得溶液質量=20g+84g-4 g=100g
反應后所得溶液中溶質的質量分數=×100%=10%
答：（1）赤鐵礦石中Fe₂O₃的質量分數為80%；
（2）所得濾液中溶質的質量分數為32.5%．
分析：赤鐵礦與鹽酸混合，鐵礦中氧化鐵和鹽酸反應，得到氯化鐵溶液，鐵礦中雜質既不溶酸，也不溶于水，形成濾渣．所以，鐵礦中氧化鐵的質量為20g-4g=16g，利用氧化鐵的質量求出生成的氯化鐵的質量進而求出所得濾液中溶質的質量分數即可．
點評：反應后溶液質量可根據質量守恒進行計算：反應后溶液質量=赤鐵礦質量+稀鹽酸質量-濾渣質量．