精英家教網(wǎng) > 初中化學(xué) > 題目詳情

合成氨工業(yè)生產(chǎn)中所用的α-Fe催化劑的主要成分是FeO、Fe₂O₃．
（1）當(dāng)催化劑中FeO與Fe₂O₃的質(zhì)量之比為9：20時(shí)，其催化活性最高，此時(shí)鐵的氧化物混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？（用小數(shù)表示，保留2位小數(shù)）
（2）以Fe₂O₃為原料制備上述催化劑，可向其中加入適量碳，發(fā)生如下反應(yīng)：2Fe₂O₃+C $數(shù)學(xué)公式$ 4FeO+CO₂↑．為制得這種活性最高的催化劑，應(yīng)向480gFe₂O₃粉末中加入碳多少克？

解：（1）假設(shè)此時(shí)混合物中FeO的質(zhì)量為9m，則Fe₂O₃的質(zhì)量為20m，混合物的質(zhì)量為29m
混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)= $\text{[math]}$ =0.72
（2）設(shè)反應(yīng)生成FeO的質(zhì)量為x，消耗Fe₂O₃的質(zhì)量為y，需要加入碳的質(zhì)量為z
2Fe₂O₃+C $\text{[math]}$ 4FeO+CO₂↑
320 12 288
y z x
$\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ y= $\text{[math]}$
$\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ z= $\text{[math]}$
則活性最高的催化劑中FeO與Fe₂O₃的質(zhì)量之比=x：（480g- $\text{[math]}$ ）=9：20，解得x=144g
應(yīng)加入碳的質(zhì)量=144g× $\text{[math]}$ =6g
答：（1）此時(shí)鐵的氧化物混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.72；
（2）為制得這種活性最高的催化劑，應(yīng)向480gFe₂O₃粉末中加入碳6克．
分析：（1）根據(jù)該混合物中如果FeO與Fe₂O₃的質(zhì)量，由兩氧化物中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可求得混合物與所含鐵的質(zhì)量關(guān)系，即可得此時(shí)鐵的氧化物混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）根據(jù)活性最高的催化劑中FeO與Fe₂O₃的質(zhì)量之比為9：20，由化學(xué)方程式可確定反應(yīng)中兩氧化物的質(zhì)量關(guān)系，從而求出為制得活性最高的催化劑應(yīng)將480gFe₂O₃粉末轉(zhuǎn)化為FeO的質(zhì)量，然后再由FeO的質(zhì)量計(jì)算出所加碳的質(zhì)量．
點(diǎn)評(píng)：解答本題的難點(diǎn)在于確定480gFe₂O₃粉末應(yīng)轉(zhuǎn)化為FeO的質(zhì)量，因此可通過(guò)化學(xué)方程式首先確定反應(yīng)中兩物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系，然后再利用最佳質(zhì)量比解決需要生成FeO的質(zhì)量．

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科目：初中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

某化學(xué)活動(dòng)興趣小組的同學(xué)利用如圖進(jìn)行木炭還原CuO的探究實(shí)驗(yàn)．已知：C+2CuO

高溫

2Cu+CO₂↑ C+CuO

△

Cu+CO↑

（1）該裝置中試管口略向下傾斜的原因是：

；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，應(yīng)

（填“先”或“后”）拔掉試管上的橡皮塞，原因是：

．
（2）有同學(xué)認(rèn)為該裝置a處可能有CO冒出，他的理由是

．
由此，請(qǐng)你提出對(duì)上述C和CuO反應(yīng)的裝置的改進(jìn)建議（只要求寫兩點(diǎn)）

；

．
（3）他們通過(guò)查閱資料后，得知氧化亞銅（Cu₂0）為紅色固體．
①請(qǐng)從元素守恒和元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)兩個(gè)方面說(shuō)明生成的紅色固體中可能存在氧化亞銅的原因：

、

．
②又知：Cu₂0能和常見(jiàn)的酸（HNO₃除外）反應(yīng)生成Cu²⁺和Cu、H₂O；Cu不能與常見(jiàn)的酸（HNO₃除外）反應(yīng)．請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)方案，證明紅色固體中含有Cu₂O．

實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論
化學(xué)反應(yīng)方程式

（4）已知2Fe₂0₃+3C

高溫

4Fe十3CO₂↑，
如果C的量少一些，還會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：2Fe₂0₃+C

高溫

4FeO十CO₂↑
①當(dāng)碳與氧化鐵的質(zhì)量比為

時(shí)，氧化鐵會(huì)被還原成氧化亞鐵；
②合成氨工業(yè)生產(chǎn)中所用的α-Fe催化劑的主要成分是FeO、Fe₂0₃．
當(dāng)催化劑中FeO與Fe₂0₃的質(zhì)量之比為9：20時(shí)，其催化活性最高，此時(shí)鐵的氧化物混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？（保留2位小數(shù)）
③以Fe₂0₃為原料制備上述催化劑，為制得這種活性最高的催化劑100g，應(yīng)取Fe₂0₃粉末的質(zhì)量多少克？

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科目：初中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

合成氨工業(yè)生產(chǎn)中所用的α-Fe催化劑的主要成分是FeO、Fe₂O₃．當(dāng)催化劑中FeO與Fe₂O₃的質(zhì)量之比為9：20時(shí)，其催化活性最高．現(xiàn)以Fe₂O₃為原料制備上述催化劑，可向其中加入適量木炭粉，發(fā)生如下反應(yīng)：2Fe₂O₃+C

高溫

4FeO+CO₂↑．為制得這種活性最高的催化劑，應(yīng)向240g Fe₂O₃ 粉末中加入木炭粉的質(zhì)量是多少克？

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科目：初中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

合成氨工業(yè)生產(chǎn)中所用的α-Fe催化劑的主要成分是FeO、Fe₂O₃．若某FeO、Fe₂O₃混合物中鐵、氧的物質(zhì)的量之比為4：5，則此混合物中Fe₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（　　）

A、33%

B、53%

C、67%

D、72%

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科目：初中化學(xué) 來(lái)源： 題型：閱讀理解

已知木炭粉（假設(shè)木炭粉中不含其它雜質(zhì)）和Fe₂O₃ 在加熱條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，興趣小組同學(xué)對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行如下探究．
Ⅰ生成固體組成分析
（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以觀察到有黑色固體生成，小亮認(rèn)為生成了鐵粉，但小靈卻有不同看法，理由是

．
（2）為進(jìn)一步確定黑色固體成分，小歡將生成的固體溶于足量稀硫酸，發(fā)現(xiàn)有大量氣泡產(chǎn)生，若同時(shí)出現(xiàn)

的現(xiàn)象，則生成的黑色固體全部是鐵．

Ⅱ生成氣體成分分析
提出假設(shè)：生成氣體的可能組成有三種：
假設(shè)1：生成氣體是二氧化碳；
假設(shè)2：生成氣體是一氧化碳；
假設(shè)3：生成氣體是

．
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：為確定生成氣體的組成，小組同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置如圖．
（1）實(shí)驗(yàn)中通入的氣體是純凈干燥的N₂，分析不用空氣的

理由是

．
A．空氣中的二氧化碳會(huì)使石灰水變渾濁
B．空氣中的氧氣會(huì)和木炭粉反應(yīng)生成CO或CO₂而干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果
C．空氣中的二氧化碳、水蒸氣會(huì)和木炭粉反應(yīng)生成CO而干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果
（2）定性研究：若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以觀察到澄清石灰水變渾濁，則證明反應(yīng)生成的氣體中一定含有

．
（3）定量研究：現(xiàn)準(zhǔn)確稱取16.0g氧化鐵與2.4g木炭粉混合，在上述裝置中完全反應(yīng)．測(cè)得剩余固體質(zhì)量為11.2g，且能完全溶于稀鹽酸．
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：處理上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后可知，假設(shè)

正確．
拓展與延伸：合成氨工業(yè)生產(chǎn)中所用的α-Fe催化劑的主要成分是FeO、Fe₂O₃．當(dāng)催化劑中FeO與Fe₂O₃的質(zhì)量之比為9：20時(shí)，其催化活性最高．現(xiàn)以Fe₂O₃為原料制備上述催化劑，可向其中加入適量木炭粉，發(fā)生如下反應(yīng)：2Fe₂O₃+C

高溫

4FeO十CO₂↑．為制得這種活性最高的催化劑，應(yīng)向240g Fe₂O₃ 粉末中加入木炭粉的質(zhì)量是

g．

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科目：初中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

合成氨工業(yè)生產(chǎn)中所用的α-Fe催化劑的主要成分是FeO、Fe₂O₃．
（1）當(dāng)催化劑中FeO與Fe₂O₃的質(zhì)量之比為9：20時(shí)，其催化活性最高，此時(shí)鐵的氧化物混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？（用小數(shù)表示，保留2位小數(shù)）
（2）以Fe₂O₃為原料制備上述催化劑，可向其中加入適量碳，發(fā)生如下反應(yīng)：2Fe₂O₃+C

高溫

4FeO+CO₂↑．為制得這種活性最高的催化劑，應(yīng)向480gFe₂O₃粉末中加入碳多少克？

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