Question

合成氨工業(yè)生產(chǎn)中所用的α­Fe催化劑的主要成分是FeO、Fe₂O₃。
（1）某FeO、Fe₂O₃混合物中，鐵、氧的物質(zhì)的量之比為4∶5，其中Fe^2＋與Fe^3＋物質(zhì)的量之比為________。
（2）當催化劑中Fe^2＋與Fe^3＋的物質(zhì)的量之比為1∶2時，其催化活性最高，此時鐵的氧化物混合物中鐵的質(zhì)量分數(shù)為________（用小數(shù)表示，保留2位小數(shù)）。
（3）以Fe₂O₃為原料制備上述催化劑，可向其中加入適量碳粉，發(fā)生如下反應(yīng)：2Fe₂O₃＋C4FeO＋CO₂↑。

Answer 1

（1）1∶1　（2）0.72�。�3）6

（1）設(shè)Fe^2＋的物質(zhì)的量為x，根據(jù)化合價代數(shù)和為0的原則：2x＋（4－x）×3＝5×2，x＝2  mol，故Fe^3＋的物質(zhì)的量也為2  mol。Fe^2＋與Fe^3＋的物質(zhì)的量之比為1∶1。
（2）設(shè)催化劑中含1  mol Fe^2＋、2  mol Fe^3＋，根據(jù)化合價代數(shù)和為0，可知催化劑中氧原子的物質(zhì)的量為1 mol＋3 mol＝4  mol。催化劑中鐵的質(zhì)量分數(shù)為≈0.72。
（3）由題意知，被還原的Fe₂O₃與未被還原的Fe₂O₃的物質(zhì)的量之比為1∶2，被還原的Fe₂O₃的物質(zhì)的量為＝1  mol，則：
2Fe₂O₃　＋　C=4FeO＋CO₂↑
2  mol  12 g
1  mol  m（C）
m（C）＝＝6 g。