Question

【題目】一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中固體產(chǎn)物可能有四氧化三鐵、氧化亞鐵（黑色）、鐵。

實(shí)驗(yàn)一：某化學(xué)興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定某赤鐵礦樣品中Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

他們稱取10.0g赤鐵礦，當(dāng)赤鈦礦中的Fe2O3全部還原為Fe時(shí)，剩余固體在CO的保護(hù)下冷卻、稱量，質(zhì)量為7.6g（假設(shè)赤鐵礦中的雜質(zhì)均不與CO反應(yīng)）。

（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可觀察到的現(xiàn)象是_____；

（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)繼續(xù)通入一氧化碳的目的是_____；

（3）該赤鐵礦中Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______；

實(shí)驗(yàn)二：在鋼鐵廠的實(shí)驗(yàn)室，同學(xué)們采集了用某種熱分析儀記錄的CO與Fe2O3進(jìn)行反應(yīng)時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)，并得到固體質(zhì)量與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，如圖2所示：

（4）根據(jù)圖象分析寫出P點(diǎn)時(shí)固體成分的化學(xué)式_____；

（5）固體質(zhì)量由48.0g變?yōu)?/span>46.4g的過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。

Answer 1

【答案】紅色粉末變?yōu)楹谏�，澄清石灰水變渾�?/span> 防止生成的鐵被空氣中的氧氣氧化 80% Fe 3Fe2O3+CO2Fe3O4＋CO2

【解析】

（1）一氧化碳和氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，所以圖中玻璃管處實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是紅色粉末變?yōu)楹谏�，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，試管處�?shí)驗(yàn)現(xiàn)象是澄清石灰水變渾濁．故填：紅色粉末變?yōu)楹谏�，澄清石灰水變渾濁�?/span>
（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后繼續(xù)通入一氧化碳到玻璃管冷卻，目的是防止生成的鐵被空氣中的氧氣氧化；故填：防止生成的鐵被空氣中的氧氣氧化；

（3）設(shè)該赤鐵礦中Fe2O3的質(zhì)量為x

x=8g
該赤鐵礦中Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=80%；故填：80%；
（4）氧化鐵中氧元素質(zhì)量為，鐵元素質(zhì)量=48-14.4g=33.6g，，根據(jù)圖象曲線可知，加熱到800℃時(shí)三種氧化物反應(yīng)完全，此時(shí)固體為Fe。故填：Fe；

（5）固體質(zhì)量由48.0g變?yōu)?/span>46.4g時(shí)，對(duì)應(yīng)溫度為400-500℃，此時(shí)Fe2O3與CO反應(yīng)，失去氧元素的質(zhì)量為48g-46.4=1.6g，氧化鐵中氧元素質(zhì)量為，鐵元素質(zhì)量=48-14.4g=33.6g，殘余固體中氧元素質(zhì)量=14.4g-1.6g=12.8g，鐵、氧原子個(gè)數(shù)比= =3：4，所以此時(shí)還原產(chǎn)物為Fe3O4。對(duì)應(yīng)方程式為3Fe2O3+CO2Fe3O4＋CO2。

故填：3Fe2O3+CO2Fe3O4＋CO2。