Question

（2013?海門市二模）某化學(xué)學(xué)習(xí)小組做CO還原Fe₂O₃實(shí)驗(yàn)時(shí)，查閱資料發(fā)現(xiàn)CO還原Fe₂O₃的實(shí)驗(yàn)中若溫度不同、受熱不均時(shí)，除生成Fe外，還會(huì)生成Fe₃O₄．其中Fe₃O₄為金屬氧化物，可與鹽酸反應(yīng)，不與硫酸銅溶液反應(yīng)．為定量測(cè)定生成物的成分，某同學(xué)用下圖所示的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)：
試回答：
（1）寫出CO還原Fe₂O₃生成Fe的化學(xué)方程式

3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂

；
（2）過(guò)濾操作需要的玻璃儀器是燒杯、玻璃棒和

漏斗

；方案中加入過(guò)量鹽酸的目的是

除去濾渣中的Fe₃O₄

；
（3）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算17.2g生成物中Fe₃O₄的質(zhì)量為

11.6g

．
（4）如得到17.2g生成物，計(jì)算參加反應(yīng)的Fe₂O₃的質(zhì)量（寫出計(jì)算過(guò)程）．

Answer 1

分析：（1）據(jù)CO還原Fe₂O₃生成Fe的反應(yīng)原理書寫方程式；
（2）過(guò)濾需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和漏斗；Fe₃O₄為金屬氧化物，可與鹽酸反應(yīng)，不與硫酸銅溶液反應(yīng)，所以在生成物中加入過(guò)量硫酸銅溶液，發(fā)生反應(yīng)的是鐵，過(guò)濾后得到的濾渣中含有銅、Fe₃O₄，再加入過(guò)濾鹽酸是為了將Fe₃O₄除盡，得到純凈的銅；
（3）根據(jù)鐵和硫酸銅反應(yīng)方程式及銅的質(zhì)量計(jì)算出鐵的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算出生成物中Fe₃O₄的質(zhì)量；
（4）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素的質(zhì)量不變進(jìn)行解答，計(jì)算生成物中鐵元素的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算參加反應(yīng)的Fe₂O₃的質(zhì)量．

解答：解：（1）CO在高溫條件下還原Fe₂O₃生成Fe和二氧化碳，方程式是：3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；
（2）過(guò)濾需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和漏斗；Fe₃O₄為金屬氧化物，可與鹽酸反應(yīng)，不與硫酸銅溶液反應(yīng)，所以在生成物中加入過(guò)量硫酸銅溶液，發(fā)生反應(yīng)的是鐵，過(guò)濾后得到的濾渣中含有銅、Fe₃O₄，再加入過(guò)濾鹽酸是為了將Fe₃O₄除盡，得到純凈的銅；
（3）通過(guò)反應(yīng)流程可知：最后得到的紅色固體是銅；
設(shè)生成6.4g銅需要鐵的質(zhì)量為x
Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄
56        64
x         6.4g

56

x

=

64

6.4g

  x=5.6g
∴17.2g生成物中Fe₃O₄的質(zhì)量為：17.2g-5.6g=11.6g
（4）化學(xué)反應(yīng)前后元素的質(zhì)量不變，所以生成物中鐵元素的質(zhì)量和參加反應(yīng)的氧化鐵中鐵元素的質(zhì)量是相等的，可利用關(guān)系式解答；
設(shè)11.6gFe₃O₄中鐵元素的質(zhì)量為y
Fe₃O₄～3Fe
232    168
11.6g   y

232

11.6g

=

168

y

     y=8.4g
生成物中鐵元素的質(zhì)量為：8.4g+5.6g=14g
設(shè)質(zhì)量為a的氧化鐵中含有14g鐵元素
Fe₂O₃～2Fe
160    112
a      14g

160

a

=

112

14g

  a=20g
答：參加反應(yīng)的Fe₂O₃的質(zhì)量是20g．
故答案為：（1）3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；
（2）漏斗；除去濾渣中的Fe₃O₄；
（3）11.6g；
（4）參加反應(yīng)的Fe₂O₃的質(zhì)量是20g．

點(diǎn)評(píng)：本題考查知識(shí)較為全面，既考查了一氧化碳和氧化鐵反應(yīng)原理，又考查了化學(xué)計(jì)算和分析、解決問(wèn)題的能力，要認(rèn)真分析解答．