Question

某化學學習小組做CO還原Fe₂O₃實驗時，查閱資料發(fā)現(xiàn)CO還原Fe₂O₃的實驗中若溫度不同、受熱不均時，除生成Fe外，還會生成Fe₃O₄．其中Fe₃O₄為金屬氧化物，可與鹽酸反應，不與硫酸銅溶液反應．為定量測定生成物的成分，某同學用下圖所示的實驗方案進行實驗并記錄數(shù)據(jù)：
試回答：
（1）寫出CO還原Fe₂O₃生成Fe的化學方程式______；
（2）過濾操作需要的玻璃儀器是燒杯、玻璃棒和______；方案中加入過量鹽酸的目的是______；
（3）根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)，計算17.2g生成物中Fe₃O₄的質量為______．
（4）如得到17.2g生成物，計算參加反應的Fe₂O₃的質量（寫出計算過程）．

Answer 1

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+Fe₂O₃2Fe+3CO₂；
（2）過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，不與硫酸銅溶液反應，所以在生成物中加入過量硫酸銅溶液，發(fā)生反應的是鐵，過濾后得到的濾渣中含有銅、Fe₃O₄，再加入過濾鹽酸是為了將Fe₃O₄除盡，得到純凈的銅；
（3）通過反應流程可知：最后得到的紅色固體是銅；
設生成6.4g銅需要鐵的質量為x
Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄
56        64
x         6.4g
=
  x=5.6g
∴17.2g生成物中Fe₃O₄的質量為：17.2g-5.6g=11.6g
（4）化學反應前后元素的質量不變，所以生成物中鐵元素的質量和參加反應的氧化鐵中鐵元素的質量是相等的，可利用關系式解答；
設11.6gFe₃O₄中鐵元素的質量為y
Fe₃O₄～3Fe
232    168
11.6g   y
=
     y=8.4g
生成物中鐵元素的質量為：8.4g+5.6g=14g
設質量為a的氧化鐵中含有14g鐵元素
Fe₂O₃～2Fe
160    112
a      14g
=
  a=20g
答：參加反應的Fe₂O₃的質量是20g．
故答案為：（1）3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂；
（2）漏斗；除去濾渣中的Fe₃O₄；
（3）11.6g；
（4）參加反應的Fe₂O₃的質量是20g．
分析：（1）據(jù)CO還原Fe₂O₃生成Fe的反應原理書寫方程式；
（2）過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，不與硫酸銅溶液反應，所以在生成物中加入過量硫酸銅溶液，發(fā)生反應的是鐵，過濾后得到的濾渣中含有銅、Fe₃O₄，再加入過濾鹽酸是為了將Fe₃O₄除盡，得到純凈的銅；
（3）根據(jù)鐵和硫酸銅反應方程式及銅的質量計算出鐵的質量，進而計算出生成物中Fe₃O₄的質量；
（4）根據(jù)化學反應前后元素的質量不變進行解答，計算生成物中鐵元素的質量，進而計算參加反應的Fe₂O₃的質量．
點評：本題考查知識較為全面，既考查了一氧化碳和氧化鐵反應原理，又考查了化學計算和分析、解決問題的能力，要認真分析解答．