Question

還原鐵粉是冶金工業(yè)的重要原料，利用綠礬制備還原鐵粉的工業(yè)流程如下：

干燥過程主要是為了脫去游離水和結晶水，過程中會有少量FeCO₃·nH₂O被空氣氧化為FeOOH，其化學方程式為                                                      。
取干燥后的FeCO₃樣品12.49 g焙燒至600℃，質量變?yōu)?.00 g。所得產物用CO還原可得到Fe 6.16g。則600℃產物的可能組成是________________________________________。
根據以上數據可計算FeCO₃樣品中FeCO₃與FeOOH的質量。FeCO₃的質量為_________, FeOOH的質量為________________。

Answer 1

4FeCO₃·nH₂O + O₂ → 4FeOOH + 4CO₂ +（4n-2）H₂O （2分）
FeO與Fe₂O₃或FeO與Fe₃O₄或FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄（6分）；11.6g；0.89g（各2分共4分））

試題分析：（1）FeCO₃·nH₂O被空氣氧化為FeOOH，所以根據原子守恒可知，生成物還有CO₂和水，則其化學方程式為4FeCO₃·nH₂O + O₂ → 4FeOOH + 4CO₂ +（4n-2）H₂O。
（2）生成的鐵的物質的量是6.16g÷56g/mol＝0.11mol，則8.00g氧化物中氧原子的物質的量是（8.00g－6.16g）÷16g/mol＝0.115mol，即該氧化物中氧原子和鐵原子的個數之比是23:22，所以600℃產物的可能組成是FeO與Fe₂O₃或FeO與Fe₃O₄或FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄。
（3）設FeCO₃樣品中FeCO₃與FeOOH的物質的量分別是x和y，則116x＋89y＝12.49、x＋y＝0.11，解得x＝0.1，y＝0.01，所以FeCO₃的質量為11.6g，F(xiàn)eOOH的質量為0.89g。
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度試題的考查，側重對學生解題能力的培養(yǎng)。試題基礎性強，貼近高考，旨在培養(yǎng)學生分析、歸納、總結問題的能力。有利于調動學生的學習興趣和學習積極性，也有助于培養(yǎng)學生的邏輯推理能力和抽象思維能力。該題的關鍵是明確反應原理，然后結合題意靈活運用即可。