Question

Fe₂O₃在一定條件下可轉(zhuǎn)化為Fe0：Fe₂O₃+C02Fe0+C0₂，反應(yīng)前Fe₂O₃的質(zhì)量為160克，反應(yīng)過程中，F(xiàn)e₂O₃的轉(zhuǎn)化率（參加反應(yīng)的Fe₂O₃與反應(yīng)前的Fe₂O₃的質(zhì)量比）用a表示，固體中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比用m_Fe/m _Fe0表示．
（1）填寫下表中的空格：

mFe/m	7/3	14/5	7/2
固體成份	Fe2O3	Fe2O3、Fe0	______
轉(zhuǎn)化率（α）		______	100%

（2）如果Fe₂O₃轉(zhuǎn)讓為Fe0的反應(yīng)分兩步進行：3Fe₂O₃+C02Fe₃O₄+CO₂   Fe₃₄+3C02FeO+CO₂
反應(yīng)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

【答案】分析：（1）根據(jù)Fe₂O₃的轉(zhuǎn)化率是參加反應(yīng)的Fe₂O₃與反應(yīng)前的Fe₂O₃的質(zhì)量比及固體中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比，利用反應(yīng)前Fe₂O₃的質(zhì)量為160克代入化學反應(yīng)方程式來解答；
（2）根據(jù)反應(yīng)后的固體中m_Fe/m_O═21/8時，利用極限法來假設(shè)只生成氧化鐵或氧化亞鐵，先計算鐵與氧元素的質(zhì)量比再推測固體的成分．
解答：解：（1）根據(jù)Fe₂O₃+C02Fe0+C0₂，F(xiàn)e₂O₃的轉(zhuǎn)化率是參加反應(yīng)的Fe₂O₃與反應(yīng)前的Fe₂O₃的質(zhì)量比，
由表格中的轉(zhuǎn)化率為100%可知，氧化鐵全部反應(yīng)，
則固體成分為FeO，氧化亞鐵中Fe、O元素的質(zhì)量比為56：16=7：2，符合題意；
當中m_Fe/m_O═14/5時，設(shè)參加反應(yīng)的氧化鐵的質(zhì)量為x，
則 Fe₂O₃+C02Fe0+C0₂，
   160            144
     x             
由反應(yīng)后鐵與氧元素的質(zhì)量比得，
=，
解得x=80g，
則轉(zhuǎn)化率為×100%=50%，
故答案為：FeO；50%；
（2）由反應(yīng)可知，反應(yīng)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(zhì)量比為56×3：16×4=21：8，則可能反應(yīng)后固體只有四氧化三鐵；
在Fe₂O₃中鐵、氧元素的質(zhì)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(zhì)量比為56：16=7：2=21：6，
則7：3＜21：8＜Fe₂O₃＜7：2，
則反應(yīng)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(yīng)方程式及利用信息中轉(zhuǎn)化率、元素質(zhì)量比的計算，學生應(yīng)充分利用信息并結(jié)合質(zhì)量分數(shù)的概念、極限法、平均值法來綜合應(yīng)用解答本題．