Question

有同學研究從礦石開始到產出鋼鐵的工藝流程。
（1）將6.62g鐵礦石樣品投入足量的鹽酸中完全溶解后過濾，濾渣中不含鐵元素。在濾液中加過量的NaOH溶液，充分反應，過濾、洗滌、灼燒得4.80g Fe2O3。求該鐵礦石含鐵的質量分數。 
（2）現以該鐵礦石為原料煉鐵，若生產過程中鐵元素損失4％，計算每生產1.00噸生鐵（含鐵96％），至少需要這種鐵礦石多少噸?（保留兩位小數）
（3）取某鋼樣粉末28.12g（假設只含Fe和C），在氧氣流中充分反應，得到CO2氣體224mL（標準狀況）。計算此鋼樣粉末中鐵和碳的物質的量之比。
（4）再取三份不同質量的上述鋼樣粉末，分別加到100mL相同濃度的H2SO4溶液中，充分反應后，測得的實驗數據如下表所示：

實驗序號	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
加入鋼樣粉末的質量/g	2.812	5.624	8.436
生成氣體的體積/L（標準狀況）	1.120	2.240	2.800

 
計算硫酸溶液的物質的量濃度
（5）若在實驗Ⅱ中繼續加入mg鋼樣粉末，計算反應結束后剩余的固體質量為多少?（用含m的代數式表示）

Answer 1

（1）0.51
（2）1.97t
（3）50︰1
（4）1.25mol·L－1
（5）

試題分析：（1）將6.62g鐵礦石樣品投入足量的鹽酸中完全溶解后過濾，濾渣中不含鐵元素。在濾液中加過量的NaOH溶液，充分反應，過濾、洗滌、灼燒得4.80g Fe2O3物質的量為0.03mol，鐵的物質的量為0.06mol,故該鐵礦石含鐵的質量分數0.06*56/6.62= 0.51
（2）6.62g鐵礦石中鐵的質量為，生產l.00t生鐵需要鐵礦石的質量為：m（鐵礦石）。
（3），，。
（4）根據實驗Ⅲ可得：

1mol        22.4L
      2.800L

。
（5）當鋼樣粉末中的鐵未全部溶解時（m＞1.406g），剩余的固體質量為：(5.624g＋mg)－0.125mol×56g·mol－1＝(m－1.376)g，當鋼樣粉末中的鐵全部溶解時（m≤1.406g），剩余的固體質量為：(5.624＋m)g×。