Question

某鋼鐵廠因銹蝕每年損失鋼鐵約五分之一．現要測定鋼鐵銹蝕中鐵元素的質量分數，請回答下列問題：
（1）配制100克14.6%的稀鹽酸，需要40%濃鹽酸的質量是________g
（2）將鋼鐵樣品粉碎，加足量的稀鹽酸使其溶解的化學方程式________
（3）若7.5克鋼鐵樣品恰好與55克的14.6%稀鹽酸完全反應得溶液質量62克和0.3克濾渣，求樣品中鐵的質量（X）比例式________
（4）求樣品中鐵元素的質量分數________
（5）求反應后溶液中氯化亞鐵的質量分數________
（6）若要建設某段地鐵需要鋼鐵30萬噸，按上述計算損失鋼鐵的質量是________噸．

Answer 1

解：（1）設所需鹽酸的質量為x
100g×14.6%=x×40%
x=36.5g
（2）此處發生的反應為鐵銹和鹽酸、鐵和鹽酸發生的反應，化學方程式為：Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O和Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
（3）生成氣體的質量為：7.5g+55g-62g-0.3g=0.2g
樣品中鐵的質量為x，生成氯化亞鐵的質量為y
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
56 127 2
x y 0.2g

x=5.6g y=12.7g
（4）原樣品中鐵元素的質量分數=×100%=89.6%
（5）反應后所得溶液中溶質的質量分數==20.5%
（6）損失鋼鐵的質量是：30萬噸×（1-×100%）=7.6萬噸
分析：（1）根據稀釋前后溶液中溶質的質量不變列出等式．
（2）此處發生的反應為鐵和鹽酸發生的反應．
（3）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，已知反應前、后的質量，根據質量守恒定律可求得氫氣質量進一步可寫出求鐵的質量的比例式．
（4）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．
（5）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，
（6）根據鐵礦石和鋼材中鐵的質量相等列出等式．
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．