Question

加熱一黑色粉末固體，并將所得氣體通入50克燒堿溶液中發(fā)現溶液變成了54.4克，再用146克10%的鹽酸滴加剩余黑色粉末固體，黑色粉末固體恰好全部溶解． （提示：Fe₃O₄+8HCl=2FeCl₃+FeCl₂+4H₂O）
（1）判斷黑色粉末固體的組成． 
（2）求黑色粉末固體中各物質的質量分數．

Answer 1

考點：根據化學反應方程式的計算

專題：有關化學方程式的計算

分析：由題目內容可知加熱黑色固體粉末后能生成氣體，且該氣體能與燒堿溶液反應，所以該氣體可能是二氧化碳，則黑色粉末可能是碳和四氧化三鐵，據此利用Fe₃O₄+2C

高溫  .

3Fe+2CO₂↑ Fe₃O₄+8HCl=2FeCl₃+FeCl₂+4H₂O求出相關的四氧化三鐵的質量即可；

解答：解：（1）加熱一黑色粉末固體，并將所得氣體通入50克燒堿溶液中發(fā)現溶液變成了54.4克，可以猜測該黑色固體在加熱后生成了二氧化碳，且燒堿溶液增重值即是生成的二氧化碳的質量，則黑色粉末固體為Fe₃O₄和C；
（2）碳和四氧化三鐵反應生成二氧化碳的質量=54.4g-50g=4.4g，再用146克10%的鹽酸滴加剩余黑色粉末固體，黑色粉末固體恰好全部溶解，說明加熱時碳完全反應；
設反應的四氧化三鐵的質量是x，生成鐵的質量是y，反應的碳的質量是z
Fe₃O₄+2C

高溫  .

3Fe+2CO₂↑
232   24      168  88
 x    z        y   4.4g

232

x

=

24

z

=

168

y

=

88

4.4g

x=11.6g  y=8.4g  z=1.2g
設與生成鐵反應的鹽酸質量是w
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56  73
8.4g w

56

8.4g

=

73

w

w=10.95g
故與四氧化三鐵的鹽酸質量是146g×10%-10.95g=3.65g
設與鹽酸反應四氧化三鐵質量是n
Fe₃O₄+8HCl=2FeCl₃+FeCl₂+4H₂O
232   292
n     3.65g

232

n

=

292

3.65g

n=2.9g
故原黑色固體中四氧化三鐵的質量是2.9g+11.6g=14.5g  碳的質量是1.2g；
則四氧化三鐵的質量分數是

14.5g

14.5g+1.2g

×100%=92.4%，碳的質量分數是1-92.4%=7.6%
故答案為：（1）黑色粉末固體的組成是碳和四氧化三鐵；（2）黑色固體中四氧化三鐵和碳的質量分數分別是92.4%、1.6%．

點評：此題是依據化學方程式計算的考查題，解題的關鍵是掌握物質間的反應特點，題目難度較大．