Question

18．小齊同學做了如圖所示的實驗．

若實驗中所加物質每步均恰好完全反應（濾液損失忽略不計），請回答下列問題：
（1）寫出實驗中發生反應的化學方程式Fe₂O₃ +6HCl=2FeCl₃+3H₂O；3NaOH+FeCl₃═Fe（OH）₃↓+3NaCl；
（2）該赤鐵礦石中氧化鐵的純度為80%；
（3）根據已知條件列出求解實驗生成沉淀物質的質量（x）的比例式$\frac{120}{24g}=\frac{107}{x}$；
（4）在滴加氫氧化鈉溶液的過程中，燒杯中溶質質量的變化情況為質量增加；
（5）若將反應后的濾液蒸發掉43.6g水，則所得不飽和溶液中溶質的質量分數為10%．
（6）若用溶質質量分數為36.5%的濃鹽酸配制實驗中所需的稀鹽酸，則需要濃鹽酸和水的質量最簡比為3：7．
（7）560t這樣的鐵礦石和1325.7t含雜質30%菱鐵礦石煉出的鐵質量相同．

Answer 1

分析 （1）根據氧化鐵與鹽酸反應生成氯化鐵和水解答；氯化鐵和氫氧化鈉反應生成氫氧化鐵沉淀和氯化鈉解答；
（2）根據氫氧化鈉的質量求出氯化鐵的質量，從而求出氧化鐵的質量；
（3）根據氯化鐵和氫氧化鈉反應生成氫氧化鐵沉淀和氯化鈉解答；
（4）根據反應原理分析解答；
（5）根據第二次反應的氧化鐵的質量，計算出生成的氯化鐵的質量，根據溶質的質量分數計算公式即可解得；
（6）根據溶質質量一定，利用溶質質量分數公式進行計算即可．
（7）根據鐵元素質量相等列出等量關系，

解答 解：
（1）赤鐵礦的主要成分是氧化鐵，氧化鐵與鹽酸反應生成氯化鐵和水，反應的化學方程式為：Fe₂O₃ +6HCl=2FeCl₃+3H₂O；
氯化鐵和氰化鈉反應生成氫氧化鐵沉淀和氯化鈉，反應的化學方程式為：3NaOH+FeCl₃═Fe（OH）₃↓+3NaCl．
（2）設該赤鐵礦石中氧化鐵的質量為x
由Fe₂O₃ +6HCl=2FeCl₃+3H₂O；3NaOH+FeCl₃═Fe（OH）₃↓+3NaCl．可知：
Fe₂O₃ ～6NaOH
160     240
 x     200g×12%
$\frac{160}{x}=\frac{240}{200g×12%}$
x=16g
該赤鐵礦石中氧化鐵的純度為$\frac{16g}{20g}×$100%=80%；
（3）設實驗生成沉淀物質的質量為x，生成氯化鈉的質量為y
氫氧化鈉的質量為200g×12%=24g
3NaOH+FeCl₃═Fe（OH）₃↓+3NaCl
120           107       175.5
 24g          x          y

 $\frac{120}{24g}=\frac{107}{x}$ 
x=21.4g
$\frac{120}{24g}=\frac{175.5}{y}$
y=35.1g
（4）由3NaOH+FeCl₃═Fe（OH）₃↓+3NaCl
        120           107
可知：每加入120份質量的氫氧化鈉，生成沉淀107份，溶液增加13份；故在滴加氫氧化鈉溶液的過程中，燒杯中溶質質量的變化情況為質量增加；
（5）若將反應后的濾液蒸發掉43.6g水，則所得不飽和溶液中溶質的質量分數為$\frac{35.1g}{16g+200g+200g-21.4g-43.6g}×$100%=10%；
（6）由Fe₂O₃ +6HCl=2FeCl₃+3H₂O；3NaOH+FeCl₃═Fe（OH）₃↓+3NaCl．

可知：HCl～NaOH  設HC的質量為z
      36.5  40
      z     24g
$\frac{36.5}{z}=\frac{40}{24g}$
z=21.9g
用溶質質量分數為36.5%的濃鹽酸為：$\frac{21.9g}{36.5%}$=60g
加入水的質量為：200g-60g=140g
需要濃鹽酸和水的質量最簡比為60g：140g=3：7；
（7）560t這樣的鐵礦石中鐵的質量=560t×80%=448t
菱鐵礦石的質量=448t$÷\frac{56}{116}×$100%÷（1-30%）≈1325.7t
答案：
（1）Fe₂O₃ +6HCl=2FeCl₃+3H₂O；3NaOH+FeCl₃═Fe（OH）₃↓+3NaCl．
（2）80%；
（3）$\frac{120}{24g}=\frac{107}{x}$；
（4）質量增加；
（5）10%；
（6）3：7；
（7）1325.7t

點評 本題主要考查學生運用假設法和化學方程式進行計算和推斷的能力，同時考查了分析數據的能力，計算時要注意規范性和準確性．