Question

19．小強為了探究某冶煉廠赤鐵礦石中氧化鐵的質量分數，設計了如圖所示的裝置進行實驗，測得赤鐵礦石中氧化鐵的質量分數為80%．現煉鐵廠利用該赤鐵礦石5000t，理論上可煉出含鐵98%的生鐵的質量是2857噸．在利用如圖裝置進行實驗時，小強得到如下兩組數據（雜質不參加反應）
你認為他應該選用了A（填“A”或“B”）組數據來計算赤鐵礦石中氧化鐵的質量分數；結合裝置圖回答他不選用另一組數據計算的原因石灰水也會吸收空氣中的二氧化碳，導致數據m₄有誤差．

	反應前	反應后
A組	玻璃管和赤鐵礦石樣品的質量m1g	玻璃管和固體物質的質量m2g
B組	燒杯和澄清石灰水的質量m3g	燒杯和燒杯中物質的質量m4g

Answer 1

分析 （1）根據CO還原氧化鐵的反應化學方程式可得知，反應前氧化鐵中鐵元素全部被還原成生鐵中的鐵，因此，利用反應的化學方程式由氧化鐵的質量可計算出生鐵中鐵的質量，然后再利用生成中鐵的質量分數計算出所得生鐵的質量；
（2）A組實驗前后的質量差為被還原的氧化鐵中氧元素的質量，由此數據可準確計算出鐵礦石中氧化鐵的質量及質量分數；而B組實驗前后的質量差為石灰水吸收二氧化碳的質量，燒杯內的石灰水可能會吸收空氣中二氧化碳而使質量差出現較大偏差而影響計算結果．

解答 解：（1）設得到生鐵的質量為x
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
160                   112
5000t×80%    x×98%
$\frac{160}{5000t×80%}=\frac{112}{x×98%}$
x=2857t
（2）A組實驗中反應前后的質量差為被還原的氧化鐵中氧元素的質量，由A組實驗數據可準確計算出鐵礦石中氧化鐵的質量及質量分數；而B組實驗中如果澄清石灰水吸收了空氣中的二氧化碳，可使得反應前后質量差增大，影響根據二氧化碳質量所計算的氧化鐵的質量及其質量分數，故不宜使用該組數據進行計算；
答案：（1）2857；（2）A，石灰水也會吸收空氣中的二氧化碳，導致數據m₄有誤差．

點評 根據化學方程式進行計算時，所使用物質的質量應為純凈物的質量，含雜質的物質的質量不能直接代入方程式進行計算．