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1、金属冶炼计算例 1某钢铁厂每天消耗 4000 t 含 Fe2O380%的赤铁矿石，该钢铁厂理论上可日产含Fe98%的生铁质量是多少？(计算结果保留到0.1)解析本题是一道含杂质化学反应的计算，计算时一定要将不纯物转化为纯净物代入化学方程式中进行计算。根据质量守恒定律，化学变化前后铁元素的质量不变，据此，根据三氧化二铁的化学式可以求出生铁的质量。本题也可以根据化学方程式计算，具体方法如下：赤铁矿石中 Fe2O3 的质量 =4000 t 80%=3200 t ，设可以炼出纯铁的质量为x。Fe2O3 +3CO高温2Fe + 3CO21601123200 tx160 112=3200 t xx=224
2、0 t理论上可炼出生铁的质量：2240 t 98%2285.7t答案2285.7 t例 2某同学为测定12g 含杂质 的氧化铁样品中氧化铁的质量分数，利用稀硫酸和锌粒制取氢气，设计了下图所示的装置，进行有关的实验探究(提示： 3H2+Fe2O32Fe+3H 2O，杂质不参加反应，假定每步均完全反应或吸收）。请回答有关问题：有关实验数据如下表：玻璃管及固体的质量装置 C 的质量反应前86.3g284.2 g反应后83.9g286.9g(1)请计算样品中氧化铁的质量分数。(写出计算步骤，计算结果精确到0.l )(2) 该实验还可测定组成水的各元素之间的质量关系，请用表中实验数据列式表示出水中氢、氧
3、元素的质量比为 _( 不用化简 )；若玻璃管中的氧化铁没有完全反应，则求得水中氢、氧元素的质量比会_( 选填 “偏大 ”、 “偏小 ”或 “不变 ”)。解析 本题是一道实验型计算题， 主要考查学生对实验数据的分析能力、 化学计算能力和科学探究能力。浓硫酸具有吸水性，因此装置C 在反应前后增加的质量就是浓硫酸吸收反应中生成的水的质量，由生成水的质量可求出氧化铁的质量。反应中生成水的质量为286.9g 284.2g=2.7g。设样品中氧化铁的质量为x。3H2+Fe2 O32Fe+3H2O16054x2.7g160 54=x 2.7gx=8g样品中氧化铁的质量分数=8g/12g 100%66.7%玻
4、璃管及固体的质量在反应前后减少的质量就是被还原的氧化铁中氧元素的质量，因此也可以根据氧化铁的化学式可求出氧化铁的质量。氧元素质量 =86.3g 83.9g=2.4g氧化铁中氧元素的质量分数=48160100%=30%氧化铁的质量=2.4g 30%=8g样品中氧化铁的质量分数=8g/12g 100%66.7%反应中生成水的质量为(286.9g 284.2g)，水中氧元素的质量为(86.3g83.9g)，则水中含氢元素的质量为(286.9g 284.2g) (86.3g 83.9g) ，由此可列出求水中氢、氧元素的质量第 1页比的式子； 若玻璃管中的氧化铁没有完全反应，但求算出水中氢、氧元素的质量
5、比的方法不变，因此结果也不会改变。答案(1)66.7% (2)(286.9g 284.2g) (86.3g 83.9g) (86.3g 83.9g)不变例 3为测定某赤铁矿石中氧化铁的质量分数，小龙和 他的同学用足量的一氧化碳与10g 赤铁矿石样品充分反应(杂质不参与反应 )，并将生成的气体用一定量的氢氧化钠溶液完全吸收，该溶液总质量与反应时间的变化关系如右图。(1)上述反应产生二氧化碳的质量为_g；(2)计算该赤铁矿石中氧化铁的质量分数；(3)若上述反应后剩余固体质量为m 克，写出计算该赤铁矿石中氧化铁质量分数的表达式：_( 用 m 表示 )。解析本题借助图像分析来考查化学计算。根据图像数据
6、可知，反应生成CO2 的质量为 106.6g 100.0g=6.6g。设样品中氧化铁的质量为x。高温Fe2O3+3CO2Fe+3CO 2160132x6.6g160 132=x 6.6gx=8.0g样品中氧化铁的质量分数 =8.0g/10 g100%80%根据化学方程式可知，10g赤铁矿石样品充分反应后减少的质量=Fe2O3 中氧元素的质量 =(10 m)g，根据Fe2O3 中氧元素的质量分数可以求出，Fe2O3 的质量为 (10 m)g48，1604810m因此，赤铁矿石中Fe2O3 的质量分数为(10m)g/10g 100%=100% 。1603答案(1)6.6g(2)80%(3)10m 100%3第 2页