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，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？
分析：分析題意可知當(dāng)催化劑中FeO與Fe2O3的質(zhì)量之比為9：20時，其催化活性最高，所以可根據(jù)反應(yīng)結(jié)束后生成的FeO的質(zhì)量和剩余Fe2O3的質(zhì)量之比為9：20建立等式．
所以解題思路就是設(shè)出木炭的質(zhì)量，根據(jù)化學(xué)方程式求出生成的FeO的質(zhì)量和剩余的Fe2O3質(zhì)量即可解答．
解答：解：解法一：
設(shè)需加入木炭粉的質(zhì)量是x 參加反應(yīng)的Fe2O3的質(zhì)量為y，生成FeO的質(zhì)量為z
2Fe2O3 +C
 高溫 
.
 
 4FeO+CO2↑
320   12        288
y      x         z
得：
320
y
=
12
x
=
288
z

y=
320x
12
z=
288
12
x
剩余Fe2O3的質(zhì)量為：240g-
320x
12
=
240g×12-320x
12

根據(jù)題意得：
288x
12
240g×12-320x
12
=
9
20
解得：x=3g
答：需加入木炭粉3g．
解法二：
FeO與Fe2O3的質(zhì)量之比為9：20，F(xiàn)eO與Fe2O3的物質(zhì)的量之比為
9
56+16
：
20
56×2+16×3
=1：1．
根據(jù)2Fe2O3+C
 高溫 
.
 
4FeO+CO2↑．可知，轉(zhuǎn)化為氧化亞鐵的氧化鐵與生成的氧化亞鐵的物質(zhì)的量之比為1：2．所以轉(zhuǎn)化為氧化亞鐵的氧化鐵和剩余的氧化鐵的物質(zhì)的量之比為0.5：1，即1：2．即轉(zhuǎn)化為氧化亞鐵的氧化鐵的占總氧化鐵的三分之一，即80g．
設(shè)80g氧化鐵轉(zhuǎn)化為氧化亞鐵消耗的碳的質(zhì)量為x．
2Fe2O3 +C
 高溫 
.
 
 4FeO+CO2↑
320   12      
80g   x        
320
12
=
80g
x

x=3g．
答：需加入木炭粉3g．
點評：本題考查學(xué)生根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計算的能力，對于本題主要是要分析題意，找出建立等式的依據(jù)即可解答．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：初中化學(xué) 來源： 題型：

某化學(xué)活動興趣小組的同學(xué)利用如圖進(jìn)行木炭還原CuO的探究實驗．已知：C+2CuO
 高溫 
.
 
2Cu+CO2↑    C+CuO
  △  
.
 
Cu+CO↑
精英家教網(wǎng)
（1）該裝置中試管口略向下傾斜的原因是：
 
；實驗結(jié)束時，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，請你提出對上述C和CuO反應(yīng)的裝置的改進(jìn)建議（只要求寫兩點）
 
；
 
．
（3）他們通過查閱資料后，得知氧化亞銅（Cu20）為紅色固體．
①請從元素守恒和元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)兩個方面說明生成的紅色固體中可能存在氧化亞銅的原因：
 
、
 
．
②又知：Cu20能和常見的酸（HNO3除外）反應(yīng)生成Cu2+和Cu、H2O；Cu不能與常見的酸（HNO3除外）反應(yīng)．請你設(shè)計一個簡便的實驗方案，證明紅色固體中含有Cu2O．
實驗步驟  
實驗現(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，氧化鐵會被還原成氧化亞鐵；
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，其催化活性最高，此時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)對該實驗進(jìn)行如下探究．
Ⅰ生成固體組成分析
（1）實驗過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，若同時出現(xiàn)
 
的現(xiàn)象，則生成的黑色固體全部是鐵．精英家教網(wǎng)
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)計實驗：為確定生成氣體的組成，小組同學(xué)設(shè)計實驗裝置如圖．
（1）實驗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使石灰水變渾濁
B．空氣中的氧氣會和木炭粉反應(yīng)生成CO或CO2而干擾實驗結(jié)果
C．空氣中的二氧化碳、水蒸氣會和木炭粉反應(yīng)生成CO而干擾實驗結(jié)果
（2）定性研究：若實驗過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)．測得剩余固體質(zhì)量為11.2g，且能完全溶于稀鹽酸．
實驗結(jié)論：處理上述實驗數(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，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 
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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，其催化活性最高，此時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 
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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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