Question

【題目】某化學興趣小組對生鐵的冶煉和性質非常感興趣。同學們稱取了20g生鐵樣品，放在質量為10.0g的燒杯中，將20g稀鹽酸分4次加入燒杯中。在化學反應過程中對燒杯(包括溶液和固體)進行了五次稱量，記錄如下表：

加酸質量/g	5	5	5	5
反應后燒杯和藥品質量/g	34.8	39.6	44.4	49.3

(1)樣品完全反應產生H2的質量是____克，這種樣品中鐵的含量是___?(精確到0.1％)

(2)請在坐標中畫出相應的曲線圖_____(縱坐標為生成物的質量，請設定具體物質；并標出曲線中必要的數據)。

(3)請解釋生鐵與鹽酸反應過程速度由快變慢的原因是____。

(4)生鐵可以由一氧化碳還原鐵礦石得到。同學們在實驗室用CO和Fe2O3隔絕空氣加強熱模擬煉鐵過程(密閉容器中)，一段時間后收集到如下數據：

物質	CO	Fe2O3	Fe	M	CO2
反應前質量(g)	2.8	16	0	0	0
反應后質量(g)	0	0	0	a	b

CO還原Fe2O3時在一定條件下除了會生成鐵，也可能生成鐵的其它氧化物FeO和Fe3O4，表中b的值為___；物質M的化學式為____

Answer 1

【答案】0.7 98% 隨著鹽酸被消耗，鹽酸中溶質質量分數減小，所以反應速度由快變慢 4.4g FeO

【解析】

（1）根據質量守恒定律可得，樣品完全反應后生成H2的質量=20g+10g+20g-49.3g=0.7g；

設：生成0.7g的氫氣需鐵的質量為x，同時生成氯化亞鐵的質量為y。

x=19.6g；

y=44.45g；

樣品中鐵的含量=；

（2）根據題意可知，每5g鹽酸能產生的氫氣質量=20g+10g+5g-34.8g=0.2g；

設：產生0.7g氫氣需鹽酸的質量為z。

z=17.5g；

該反應沒有加入鹽酸時，氯化亞鐵、氫氣的質量為零，隨鹽酸的加入，反應的生成的氯化亞鐵、氫氣的質量逐漸增大，當加入鹽酸17.5g時，鐵完全反應，氯化亞鐵、氫氣質量不再增大，最終產生的氯化亞鐵質量為44.45g，氫氣的質量為0.7g。圖像如圖：

（3）生鐵與鹽酸反應過程速度由快變慢的原因是隨著鹽酸被消耗，鹽酸中溶質質量分數減小，所以反應速度由快變慢；

（4）生成的二氧化碳的質量為m，由元素質量守恒可知：

解得：m=4.4g

Fe2O3中鐵元素的質量為

生成的M中氧元素的質量為：；

生成的M中鐵原子、氧原子的個數比為：，所以物質M的化學式為FeO。表中b的值為4.4；物質M的化學式為FeO。