Question

世界上因銹蝕每年損失鋼鐵約為產量的20%～40%．現要測定銹蝕的鋼鐵中鐵單
質的質量分數，請回答下列問題．
（1）配制200g 14.6%的稀鹽酸，需要如圖標簽濃鹽酸的體積是

 

mL
（2）取11.5g表面銹蝕的鋼鐵樣品，用砂紙輕輕擦去表面的鐵銹，進行如下實驗．
①把擦去表面鐵銹的鋼鐵樣品，加入燒杯中，再加入1OOg 14.6%稀鹽酸恰好完全反應后，得到濾液和濾渣，寫出發生反應的化學方程式為

 

②上述反應生成氣體的質量（x）比例式是

 

③原樣品中單質鐵的質量分數為

 

（精確到0.1%）
④若把反應后溶液蒸發掉10.8g水，則所得溶液中溶質的質量分數是

 

⑤若建設地鐵需要鋼材4萬噸，假設鋼材的含碳量為O．5%，用含氧化鐵80%的赤鐵礦來煉制，則需要赤鐵礦的質量為

 

．

Answer 1

分析：（1）根據稀釋前后溶液中溶質的質量不變列出等式．
（2）①此處發生的反應為鐵和鹽酸發生的反應；
②化學方程式中任意兩種物質之間（除催化劑外）都存在固定的比例關系，已知參加反應的鹽酸的質量，據此可寫出求氫氣質量的比例式；
③根據鹽酸溶液中溶質的質量可求出單質鐵的質量，再根據

單質鐵的質量

樣品的質量

×100%即可求出樣品中單質鐵的質量分數；
④溶液中溶質的質量分數=

溶質的質量

溶液的質量

×100%，溶質為氯化亞鐵，可根據鹽酸溶液中溶質的質量求出，溶液的質量=溶質的質量+溶劑的質量，溶質的質量已知，溶劑的質量=鹽酸溶液中水的質量-蒸發的水的質量；
⑤根據鐵礦石和鋼材中鐵的質量相等列出等式．

解答：解：（1）設所需鹽酸的體積為x
200g×14.6%=x×1.18g/mL×37%
         x=66.9mL
（2）設生成氣體的質量為x，樣品中鐵的質量為y，生成氯化亞鐵的質量為z
     Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
     56   73  127  2
     y  14.6g  z   x
          
 

73

2

=

14.6g

x

       

56

y

=

73

14.6g

  

73

14.6g

= 

127

z

                       y=11.2g          z=25.4g
③原樣品中單質鐵的質量分數=

11.2g

11.5g

×100%=97.4%
④若把反應后溶液蒸發掉10.8g水，則所得溶液中溶質的質量分數=

25.4g

100g-14.6g-10.8g+25.4g

×100%=25.4%
⑤設需要赤鐵礦的質量為a
4萬噸×(1-O．5%)=a×80%×

112

160

                    a=7.1萬噸
故答案為：（1）66.9；
（2）①Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；
②

73

2

=

14.6g

x

；
③97.4%；
④25.4%；
⑤7.1萬噸．

點評：本題是一道綜合性的計算題，比較難，考查的內容也較多，需要注意的是一般求反應后所得溶液質量的方法是所加入的所有物質的質量總和-生成沉淀的質量-生成氣體的質量，而本題中所得溶液的質量卻是用最簡單的計算方法，即溶質的質量+溶劑的質量．