Question

鐵是人類(lèi)利用最為廣泛的金屬之一，工業(yè)煉鐵一般用一氧化碳作還原劑．
（1）已知Fe₂O₃在高爐中有下列反應(yīng)：Fe₂O₃+CO

高溫

2FeO+CO₂．反應(yīng)形成的Fe₂O₃和FeO固體混合物中，元素鐵和氧的質(zhì)量比m（Fe）：m（O）不可能是

 

．
a．7：3    b．21：8    c．14：5    d．7：2
（2）若m（Fe）：m（O）=3：1，則Fe₂O₃與FeO的物質(zhì)的量之比為

 

，F(xiàn)e₂O₃被CO還原的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為

 

．
（3）3.04g Fe₂O₃和FeO的混合固體粉末在加熱條件下用足量CO使金屬氧化物完全還原，生成的CO₂氣體通入過(guò)量澄清石灰水將生成的氣體充分吸收，產(chǎn)生沉淀5g，計(jì)算固體粉末中Fe₂O₃的質(zhì)量．（保留1位小數(shù)）
（4）常溫下，稱(chēng)取不同鐵銹樣品溶入足量鹽酸，向溶液中加入足量NaOH溶液生成沉淀，然后過(guò)濾、洗滌、灼燒，得到Fe₂O₃固體，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)品無(wú)損失．
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	鐵銹質(zhì)量/g	氧化鐵質(zhì)量/g
①	0.856	0.640
②	1.424	1.280
③	0.979	0.880
④	1.070	0.800

上述實(shí)驗(yàn)①②③④所用鐵銹均不含雜質(zhì)，且實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠．通過(guò)計(jì)算，分析和比較上表4組數(shù)據(jù)，給出結(jié)論．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算,有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專(zhuān)題：計(jì)算題

分析：（1）固體混合物為Fe₂O₃、FeO，假設(shè)只有Fe₂O₃，m （Fe）：m （O）=56×2：16×3=7：3，假設(shè)只有FeO，則m （Fe）：m （O）=56：16=7：2，利用平均值法分析；
（2）m （Fe）：m （O）=3：1，設(shè)Fe₂O₃原有1mol，被還原的百分率為x，利用元素的質(zhì)量比列式解答；
（3）Fe₂O₃和FeO的混合固體粉末在加熱條件下用足量CO使金屬氧化物完全還原，分別發(fā)生Fe₂O₃+3CO

高溫  .

Fe+3CO₂，F(xiàn)eO+CO

高溫  .

Fe+CO₂，根據(jù)生成二氧化碳的物質(zhì)的量可列方程式計(jì)算；
（4）根據(jù)固體的質(zhì)量之差可分別計(jì)算水和氧化物的質(zhì)量，可確定化學(xué)式．

解答： 解：（1）固體混合物為Fe₂O₃、FeO，假設(shè)只有Fe₂O₃，m （Fe）：m （O）=56×2：16×3=7：3，假設(shè)只有FeO，則m （Fe）：m （O）=56：16=7：2，
因是二者的混合物，則21：6＜m （Fe）：m （O）＜21：9或7：2＜m （Fe）：m （O）＜7：3，則不可能為a、d，
故答案為：a、d；
（2）m （Fe）：m （O）=3：1，設(shè)Fe₂O₃為xmol，F(xiàn)eO為ymol，則

(2x+y)×56

(3x+y)×16

=3，解答x：y=1：4，
設(shè)混合物由1molFe₂O₃和4molFeO組成，由Fe₂O₃+CO

高溫

2FeO+CO₂可知，
Fe₂O₃被CO還原的物質(zhì)的量2mol，則Fe₂O₃被CO還原的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為

2

2+1

×100%=66.7%，
故答案為：1：4；66.7%；
（3）Fe₂O₃和FeO的混合固體粉末在加熱條件下用足量CO使金屬氧化物完全還原，分別發(fā)生Fe₂O₃+3CO

高溫  .

Fe+3CO₂，F(xiàn)eO+CO

高溫  .

Fe+CO₂，
生成的CO₂氣體通入過(guò)量澄清石灰水將生成的氣體充分吸收，產(chǎn)生沉淀5g，則可知n（CO₂）=n（CaCO₃）=

5.00g

100g/mol

=0.05mol，
設(shè)Fe₂O₃和FeO物質(zhì)的量分別為m、n，
則

160m+72n=3.04 3m+n=0.05

，
解得：m=0.01，n=0.02，
則m（Fe₂O₃）=0.01mol×160g/mol=1.6g，
答：固體粉末中Fe₂O₃的質(zhì)量為1.6g；
（4）由質(zhì)量差值可知①中：n（H₂O）=

0.856-0.640

18

mol=0.012mol，n（Fe₂O₃）=

0.640

160

mol=0.004mol，則n（H₂O）：n（Fe₂O₃）=3：1，化學(xué)式為Fe₂O₃?3 H₂O，
②中：n（H₂O）=

1.424-1.280

18

mol=0.008mol，n（Fe₂O₃）=

1.28

160

mol=0.008mol，則n（H₂O）：n（Fe₂O₃）=1：1，化學(xué)式為Fe₂O₃?H₂O
③中：n（H₂O）=

0.979-0.880

18

mol=0.0055mol，n（Fe₂O₃）=

0.880

160

mol=0.0055mol，則n（H₂O）：n（Fe₂O₃）=1：1，化學(xué)式為Fe₂O₃?H₂O
④中：n（H₂O）=

1.070-0.800

18

mol=0.015mol，n（Fe₂O₃）=

0.800

160

mol=0.005mol，則n（H₂O）：n（Fe₂O₃）=3：1，化學(xué)式為Fe₂O₃?3H₂O
答：結(jié)論為①④是Fe₂O₃?3H₂O；②③是Fe₂O₃?H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)方程式的計(jì)算，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，為高頻考點(diǎn)，注意結(jié)合反應(yīng)的方程式從質(zhì)量守恒的角度列式計(jì)算，難度較大．