13.(5分)工业铁红是一种红棕色粉末,广泛应用于油漆、橡胶、塑料、建筑、陶瓷等的着色,其主要成分是氧化铁(化学式为$\ce{Fe_{2}O_{3}}$)。下表是某袋工业铁红的标签。回答下列问题。
(1)氧化铁的颜色为红棕色,这属于它的
(2)氧化铁的相对分子质量为
(3)氧化铁中铁、氧元素质量比为
(4)若该工业铁红中铁元素的质量分数为68%,则该工业铁红中含有的杂质可能是
A.$\ce{SiO_{2}}$ B.$\ce{Fe_{3}O_{4}}$ C.$\ce{FeO}$和$\ce{MgO}$ D.$\ce{FeO}$
(5)若杂质不含铁,每袋该工业铁红至少含多少千克铁元素?(结果精确到0.1kg)
工业铁红
主要成分:氧化铁($\ce{Fe_{2}O_{3}}$)
净重:50.0 kg
含氧化铁≥95%
贮存:单独存放,注意通风
施工:避免皮肤接触和吸入漆雾
(1)氧化铁的颜色为红棕色,这属于它的
物理性质
(填“物理性质”或“化学性质”)。(2)氧化铁的相对分子质量为
160
。(3)氧化铁中铁、氧元素质量比为
7:3
。(4)若该工业铁红中铁元素的质量分数为68%,则该工业铁红中含有的杂质可能是
AC
(填序号)。A.$\ce{SiO_{2}}$ B.$\ce{Fe_{3}O_{4}}$ C.$\ce{FeO}$和$\ce{MgO}$ D.$\ce{FeO}$
(5)若杂质不含铁,每袋该工业铁红至少含多少千克铁元素?(结果精确到0.1kg)
工业铁红
主要成分:氧化铁($\ce{Fe_{2}O_{3}}$)
净重:50.0 kg
含氧化铁≥95%
贮存:单独存放,注意通风
施工:避免皮肤接触和吸入漆雾
答案
13.(1)物理性质
(2)160
(3)7:3
(4)AC
(5)$50.0\ \mathrm{kg}×95\% × \dfrac{56× 2}{56× 2 + 16× 3}× 100\% \approx 33.3\ \mathrm{kg}$
答:若杂质不含铁,每袋该工业铁红至少含33.3千克铁元素。
(2)160
(3)7:3
(4)AC
(5)$50.0\ \mathrm{kg}×95\% × \dfrac{56× 2}{56× 2 + 16× 3}× 100\% \approx 33.3\ \mathrm{kg}$
答:若杂质不含铁,每袋该工业铁红至少含33.3千克铁元素。
解析
【分析】
本题围绕工业铁红的成分,考查化学基本概念与计算。解题思路如下:
1. 区分物理性质与化学性质:颜色是物质不需要发生化学变化就能表现的性质,据此判断第一问;
2. 相对分子质量计算:将氧化铁中各原子的相对原子质量相加,得到第二问结果;
3. 元素质量比计算:用铁元素总相对质量与氧元素总相对质量作比,化简得第三问;
4. 混合物中铁元素质量分数分析:先算出纯氧化铁中铁的质量分数,再对比各选项杂质的铁质量分数,结合工业铁红的铁质量分数(68%),判断符合条件的杂质;
5. 计算最少含铁量:按工业铁红中氧化铁的最低含量(95%),先算氧化铁质量,再乘以氧化铁中铁的质量分数,得到结果。
【解析】
(1) 物理性质是不需要发生化学变化就表现出来的性质,如颜色、状态等,因此红棕色属于物理性质;
(2) 氧化铁的相对分子质量 = 56×2 + 16×3 = 112 + 48 = 160;
(3) 氧化铁中铁、氧元素质量比 = (56×2):(16×3) = 112:48 = 7:3;
(4) 纯氧化铁中铁元素的质量分数 = $\frac{56×2}{56×2 + 16×3}×100\% = \frac{112}{160}×100\% = 70\%$。工业铁红中铁元素质量分数为68%,低于70%,说明杂质中铁的质量分数需小于70%:
A选项$\ce{SiO_{2}}$不含铁,铁质量分数为0,符合;
B选项$\ce{Fe_{3}O_{4}}$中铁质量分数 = $\frac{56×3}{56×3 + 16×4}×100\% ≈72.4\%>70\%$,不符合;
C选项$\ce{FeO}$中铁质量分数≈77.8%,$\ce{MgO}$不含铁,混合后平均铁质量分数可低于70%,符合;
D选项$\ce{FeO}$中铁质量分数≈77.8%>70%,不符合;故选AC;
(5) 要计算至少含有的铁元素,需按氧化铁含量最低(95%)计算:
铁元素质量 = $50.0\ \mathrm{kg}×95\% × \frac{56× 2}{56× 2 + 16× 3}× 100\% \approx 33.3\ \mathrm{kg}$。
【答案】
(1)物理性质;(2)160;(3)7:3;(4)AC;(5)33.3kg
【知识点】
物理性质与化学性质、相对分子质量计算、元素质量比计算
【点评】
本题是化学基础概念与计算的综合题,涵盖物质性质判断、化学式相关计算,需掌握基本公式与概念,难度适中,适合巩固化学计算基础。
【难度系数】
0.6
本题围绕工业铁红的成分,考查化学基本概念与计算。解题思路如下:
1. 区分物理性质与化学性质:颜色是物质不需要发生化学变化就能表现的性质,据此判断第一问;
2. 相对分子质量计算:将氧化铁中各原子的相对原子质量相加,得到第二问结果;
3. 元素质量比计算:用铁元素总相对质量与氧元素总相对质量作比,化简得第三问;
4. 混合物中铁元素质量分数分析:先算出纯氧化铁中铁的质量分数,再对比各选项杂质的铁质量分数,结合工业铁红的铁质量分数(68%),判断符合条件的杂质;
5. 计算最少含铁量:按工业铁红中氧化铁的最低含量(95%),先算氧化铁质量,再乘以氧化铁中铁的质量分数,得到结果。
【解析】
(1) 物理性质是不需要发生化学变化就表现出来的性质,如颜色、状态等,因此红棕色属于物理性质;
(2) 氧化铁的相对分子质量 = 56×2 + 16×3 = 112 + 48 = 160;
(3) 氧化铁中铁、氧元素质量比 = (56×2):(16×3) = 112:48 = 7:3;
(4) 纯氧化铁中铁元素的质量分数 = $\frac{56×2}{56×2 + 16×3}×100\% = \frac{112}{160}×100\% = 70\%$。工业铁红中铁元素质量分数为68%,低于70%,说明杂质中铁的质量分数需小于70%:
A选项$\ce{SiO_{2}}$不含铁,铁质量分数为0,符合;
B选项$\ce{Fe_{3}O_{4}}$中铁质量分数 = $\frac{56×3}{56×3 + 16×4}×100\% ≈72.4\%>70\%$,不符合;
C选项$\ce{FeO}$中铁质量分数≈77.8%,$\ce{MgO}$不含铁,混合后平均铁质量分数可低于70%,符合;
D选项$\ce{FeO}$中铁质量分数≈77.8%>70%,不符合;故选AC;
(5) 要计算至少含有的铁元素,需按氧化铁含量最低(95%)计算:
铁元素质量 = $50.0\ \mathrm{kg}×95\% × \frac{56× 2}{56× 2 + 16× 3}× 100\% \approx 33.3\ \mathrm{kg}$。
【答案】
(1)物理性质;(2)160;(3)7:3;(4)AC;(5)33.3kg
【知识点】
物理性质与化学性质、相对分子质量计算、元素质量比计算
【点评】
本题是化学基础概念与计算的综合题,涵盖物质性质判断、化学式相关计算,需掌握基本公式与概念,难度适中,适合巩固化学计算基础。
【难度系数】
0.6
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