Question

利用下圖所示裝置測定某含菱鐵礦的礦石樣品中碳酸亞鐵的質(zhì)量分數(shù)（雜質(zhì)不含鐵元素且在實驗過程中不發(fā)生任何變化），實驗數(shù)據(jù)記錄在下表中．
提示：FeCO₃ 

高溫  .

    FeO+CO₂↑

	實驗前	實驗后
硬質(zhì)玻璃管（含樣品）	165.6g	159.6g
說  明	①空硬質(zhì)玻璃管質(zhì)量為l45.6g ②含鐵各物質(zhì)反應(yīng)完全

（1）該含菱鐵礦的礦石樣品中碳酸亞鐵的質(zhì)量分數(shù)

 

；
（2）實驗結(jié)束后盛有澄清石灰水的試管的總質(zhì)量比反應(yīng)前的總質(zhì)量增加

 

克．

Answer 1

分析：（1）固體物質(zhì)的減少主要是因為從碳酸亞鐵變成鐵，失去了CO₃，所以質(zhì)量的減少為CO₃↑的質(zhì)量，根據(jù)兩者的關(guān)系求算碳酸亞鐵的質(zhì)量，從而求算出其質(zhì)量分數(shù)．
（2）空硬質(zhì)玻璃管中減少的質(zhì)量就是與一氧化碳結(jié)合的氧元素的質(zhì)量，所以要根據(jù)與一氧化碳結(jié)合的氧元素的質(zhì)量求算二氧化碳的質(zhì)量．

解答：解：（1）實驗中發(fā)生的化學反應(yīng)有：FeCO₃

高溫  .

FeO+CO₂↑，CO+FeO

高溫  .

Fe+CO₂↑，CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
CO還原菱鐵礦最終產(chǎn)物是鐵和二氧化碳，實驗前后硬質(zhì)玻璃管（含樣品）質(zhì)量差為165.6g-159.6g=6g，實際上就是FeCO₃中失去CO₃^2-的質(zhì)量，由此可計算出FeCO₃的質(zhì)量為11.6g．實驗前硬質(zhì)玻璃管（含樣品）質(zhì)量為165.6g，空硬質(zhì)玻璃管質(zhì)量為145.6g，得出樣品質(zhì)量為20g，故含菱鐵礦的礦石樣品中碳酸亞鐵的質(zhì)量分數(shù)為

11.6g

20g

×100%=58%
所以：因空硬質(zhì)玻璃管質(zhì)量是l45.6g，實驗前硬質(zhì)玻璃管（含樣品）的質(zhì)量是165.6g，實驗后硬質(zhì)玻璃管（含樣品）的質(zhì)量是159.6g，參加反應(yīng)的樣品的質(zhì)量是165.6g-l45.6g=20g，而固體物質(zhì)的質(zhì)量減少為165.6g-159.6g=6g，即碳酸根的質(zhì)量為6g；設(shè)碳酸亞鐵的質(zhì)量為x．
FeCO₃～CO₃
116     60
x       6g

116

60

=

x

6g

x=11.6g
碳酸亞鐵在樣品中的質(zhì)量分數(shù)為

11.6g

20.0g

×100%=58%
（2）分析可知碳酸根離子中只有一個氧原子和一氧化碳而生成二氧化碳，而剩余部分直接轉(zhuǎn)化為二氧化碳．設(shè)與一氧化碳反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量為y，而碳酸亞鐵分解所生成的二氧化碳質(zhì)量為z．
CO₃～一氧化碳轉(zhuǎn)化的CO₂～碳酸亞鐵分解產(chǎn)生的CO₂
60       44               44
6g        y               z

60

6g

=

44

y

=

44

z

y=4.4g
z=4.4g
所以二氧化碳總質(zhì)量為4.4g+4.4g=8.8g．
故答案為：58%；
（2）生成二氧化碳的質(zhì)量是：8.8g．這些二氧化碳被試管中的澄清石灰水吸收，實驗結(jié)束后盛有澄清石灰水的試管的總質(zhì)量比反應(yīng)前的總質(zhì)量增加 8.8g．
故答案為：8.8g．

點評：本題主要考查與化學反應(yīng)式有關(guān)的計算，有一定的難度，需要同學們細心方可做好此題．