问题 问答题

钢铁工业是国家工业的基础.2008年我国粗钢产量近5亿吨,居世界首位,某中学社会实践活动小组利用假期对当地钢铁厂进行了调研,对从矿石开始到钢铁产出的工艺流程有了全面的感性认识.请你回答下列社会实践活动小组感兴趣的问题:

(1)将6.62g铁矿石样品投入适量的盐酸中(充分反应),过滤,然后在滤液中加过量的NaOH 溶液,充分反应后,过滤、洗涤、灼烧得4.80g Fe2O3.现以该铁矿石为原料炼铁,若生产过程中铁元素损失4%,计算每生产1.00t生铁(含铁96%),至少需要这种铁矿石多少吨?(保留两位小数)

(2)取某钢样粉末28.12g(假设只含Fe和C),在氧气流中充分反应,将产生的气体通入足量的澄清石灰水中,得到1g白色沉淀.

①计算此钢样粉末中铁和碳的质量之比.

②再取三份不同质量的钢样粉末分别加到50g质量分数相同的稀H2SO4中,充分反应后,测得的实验数据如下表所示:(标准状况下,2gH2的体积为22.4L)

实验序号
加入钢样粉末的质量/g2.8125.6248.436
生成气体的体积/L(标准状况)1.1202.2402.800
请根据表中数据计算稀硫酸中H2SO4的质量分数.

③若在实验Ⅱ中继续加入mg钢样粉末,计算反应结束后剩余的固体质量为多少?(用含m的代数式表示)

答案

(1)6.62g铁矿石中铁的质量为mFe=4.80g×

2×56
2×56+16×3
=3.36g

生产1.00t生铁需铁矿石的质量为:m铁矿石=

1.00t×96%×
6.62g
3.36g
1-4%
≈1.97t

答:至少需要这种铁矿石1.97t

(2)①根据题意知,该白色沉淀是CaCO3,所以C的质量=

12
100
×100%×1g=0.12g;

故此钢样粉末中铁的质量=28.12g-0.12g=28g;

所以此钢样粉末中铁和碳的质量之比=28:0.12=700:3;

②设50g稀硫酸中溶质的质量为x

Fe+H2SO4=FeSO4+H2

     98         2

     x        

2.800
22.4
×2g

98
2
=
x
0.25g

x=12.25g

稀硫酸中H2SO4的质量分数为:

12.25g
50g
×100%=24.5%

③当钢样粉末中的铁末全部溶解时(m>1.406g),剩余的固体质量为:(5.624g+mg)-0.125mol×56g•mol-1=(m-1.376)g

当钢样粉末中的铁全部溶解时(m≤1.406g),

剩余的固体质量为:(5.624+m)g×

0.12g
28.12g

答:①此钢样粉末中铁和碳的质量之比是700:3;

 ②稀硫酸中H2SO4的质量分数是24.5%(2分);

③当m>1.406 g,剩余固体质量为:(m-1.376)g (2分)

当 m≤1.406 g,剩余固体质量为:(5.624+m)×

0.12
28.12
g (2分)

选择题
单项选择题