Question

Fe₂O₃在一定條件下可轉化為Fe0：Fe₂O₃+C02Fe0+C0₂，反應前Fe₂O₃的質量為160克，反應過程中，Fe₂O₃的轉化率（參加反應的Fe₂O₃與反應前的Fe₂O₃的質量比）用a表示，固體中鐵元素與氧元素的質量比用m_Fe/m _Fe0表示.

（1）填寫下表中的空格：  

  

（2）如果Fe₂O₃轉讓為Fe0的反應分兩步進行：3Fe₂O₃+C02Fe₃O₄+CO₂ Fe₃0₄+3C02FeO+CO₂ 

反應后的固體中m_Fe/m_O═21/8時固體的成分可能有三種情況：  

（1）Fe₃O₄；（2 （填化學式、下同）；（3）

. 

  

Answer 1

考點： 物質組成的綜合計算；元素的質量分數計算；根據化學反應方程式的計算．

專題： 壓軸實驗題；化學式的計算．

分析： （1）根據Fe₂O₃的轉化率是參加反應的Fe₂O₃與反應前的Fe₂O₃的質量比及固體中鐵元素與氧元素的質量比，利用反應前Fe₂O₃的質量為160克代入化學反應方程式來解答；

（2）根據反應后的固體中m_Fe/m_O═21/8時，利用極限法來假設只生成氧化鐵或氧化亞鐵，先計算鐵與氧元素的質量比再推測固體的成分．

解答： 解：（1）根據Fe₂O₃+C02Fe0+C0₂，Fe₂O₃的轉化率是參加反應的Fe₂O₃與反應前的Fe₂O₃的質量比，

由表格中的轉化率為100%可知，氧化鐵全部反應，

則固體成分為FeO，氧化亞鐵中Fe、O元素的質量比為56：16=7：2，符合題意；

當中m_Fe/m_O═14/5時，設參加反應的氧化鐵的質量為x，

則 Fe₂O₃+C02Fe0+C0₂，

   160            144

     x           

由反應后鐵與氧元素的質量比得，

=，

解得x=80g，

則轉化率為×100%=50%，

故答案為：FeO；50%；

（2）由反應可知，反應后的固體有四氧化三鐵、也可能有氧化亞鐵，

若只有四氧化三鐵，在Fe₃O₄中，鐵、氧元素的質量比為56×3：16×4=21：8，則可能反應后固體只有四氧化三鐵；

在Fe₂O₃中鐵、氧元素的質量比為56×2：16×3=7：3=21：9，

若只有氧化亞鐵，在FeO中Fe、O元素的質量比為56：16=7：2=21：6，

則7：3＜21：8＜Fe₂O₃＜7：2，

則反應后固體可能為氧化鐵和氧化亞鐵的混合物，也可能為氧化鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵的混合物，

故答案為：Fe₂O₃和FeO；Fe₃O₄、Fe₂O₃和FeO．

點評： 本題計算較復雜，考查學生利用化學反應方程式及利用信息中轉化率、元素質量比的計算，學生應充分利用信息并結合質量分數的概念、極限法、平均值法來綜合應用解答本題．