中考化学复习热点题型金属冶炼计算 2页

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Fe 98%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 2Fe + 3CO2 ‎ ‎160 112 ‎ ‎3200 t x ‎ ‎160﹕112=3200 t﹕x x=2240 t 理论上可炼出生铁的质量：2240 t÷98%≈2285.7 t 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+3H2O，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 ‎86.3g ‎284.2 g 反应后 ‎83.9g ‎286.9g ‎(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+Fe2O32Fe+3H2O ‎160 54‎ x 2.7g ‎160﹕54=x﹕2.7g x=8g 样品中氧化铁的质量分数=8g/12g×100%≈66.7%‎ 玻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=48÷160×100%=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(86.3g－83.9g)‎ ‎，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。‎ Fe2O3+3CO2Fe+3CO2‎ ‎160 132 ‎ x 6.6g ‎160﹕132=x﹕6.6g ‎ x=8.0g 样品中氧化铁的质量分数=8.0g/10g×100%≈80%‎ ‎160 ‎ ‎48 ‎ ‎3 ‎ ‎10－m ‎ ‎160 ‎ ‎48 ‎ ‎3 ‎ ‎10－m ‎ 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)g÷ ，因此，赤铁矿石中Fe2O3的质量分数为(10－m)g÷ /10g×100%= ×100%。‎ 答案 (1)6.6g (2)80% (3) ×100%‎