Question

2．為測定菱鐵礦石中碳酸亞鐵的含量（假設其中雜質的成分不溶于水，也不參加反應），某化學小組進行如下的實驗：
（1）用36.5%的濃鹽酸配制100g14.6%的稀鹽酸加入水的質量是60g．
（2）寫出未將鹽酸完全耗盡的發生反應的化學方程式FeCO₃+2HCl=FeCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）根據已知條件列出該菱鐵礦石中發生反應的物質的質量（x）的比例式$\frac{116}{x}$=$\frac{44}{4.4g}$；
（4）該菱鐵礦石中碳酸亞鐵的含量是58%；
（5）最終燒杯中溶液中溶質的質量分數為25%，則過濾后需蒸發水的質量是11g；
（6）欲將該菱鐵礦含雜質4%的生鐵2800t，若生成過程中有20%的鐵被損耗，則需要該菱鐵礦石的質量是12000t．

Answer 1

分析 （1）根據溶液稀釋前后溶質的質量不變來完成解答；
（2）根據碳酸亞鐵和鹽酸反應生成氯化亞鐵、水和二氧化碳進行分析；
（3）根據質量守恒定律計算生成二氧化碳的質量，依據化學方程式進行計算；
（4）根據化學方程式計算碳酸亞鐵的質量，然后計算樣品的質量分數；
（5）根據化學方程式計算反應后溶質的質量和溶液質量，依據溶液濃度減小計算；
（6）根據化學方程式和題中的數據減小計算．

解答 解：（1）設配制100g14.6%的稀鹽酸加入水的質量是為x，則根據稀釋前后溶質的質量不變可得：
100g×14.6%=（100g-x）×36.5%
x=60g；
（2）碳酸亞鐵和鹽酸反應生成氯化亞鐵、水和二氧化碳，化學方程式為：FeCO₃+2HCl=FeCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）生成二氧化碳的質量為：20g+100g-115.6g=4.4g
設菱鐵礦石中發生反應的物質的質量為x
FeCO₃+2HCl=FeCl₂+H₂O+CO₂↑；
116                  44
x                    4.4g
$\frac{116}{x}$=$\frac{44}{4.4g}$
x=11.6g
（4）該菱鐵礦石中碳酸亞鐵的含量是$\frac{11.6g}{20g}$×100%=58%；
（5）生成氯化亞鐵的質量為y
   2HCl----FeCl₂，
    73       127
100g×14.6%   y
   $\frac{73}{100g×14.6%}$=$\frac{127}{x}$
    x=25.4g
所以反應后溶液的質量為：$\frac{25.4g}{25%}$=101.6g
通過計算可知，碳酸亞鐵中含有雜質質量為20g-11.6g=8.4g，所以不溶物中包括雜質和沒有反應的鐵，所以參加反應的鐵的質量6g-（8.8g-8.4g）=5.6g，生成氫氣的質量為0.2g，所以蒸發水的質量為：115.6g+6g--8.8g-0.2g-101.6g=11g；
（6）設需要該菱鐵礦石的質量是z
     FeCO₃--------Fe
   116            56
z×58%（1-20%）     2800t×（1-4%）
$\frac{116}{z×58%×（1-20%）}$=$\frac{56}{2800t×（1-4%）}$
z=12000t．
故答案為：（1）60g；
（2）FeCO₃+2HCl=FeCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）$\frac{116}{x}$=$\frac{44}{4.4g}$；
（4）58%；
（5）11g；
（6）12000t．

點評 本題主要考查了化學方程式的計算，難度不大，注意解題的規范性和準確性．