3.瑞典皇家科學(xué)院宣布,將2007年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予德國馬普學(xué)會(huì)弗里茨-哈伯(Fritz-Haber)研究所的格哈德•埃特爾(Gerhard Ertl)教授,以表彰他在固體表面化學(xué)過程研究領(lǐng)域作出的開拓性成就.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)某FeO、Fe2O3混合物中,鐵、氧的物質(zhì)的量之比為4:5,其中Fe2+與Fe3+物質(zhì)的量之比為1:1.
(2)當(dāng)催化劑中Fe2+與Fe3+物質(zhì)的量之比為1:2時(shí),其催化活性最高,此時(shí)鐵的氧化物混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.724(用小數(shù)表示).
(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+C═4FeO+CO2↑,為制得這種催化活性最高的催化劑,應(yīng)向480g Fe2O3粉末中加入碳粉的質(zhì)量為6 g.

分析 (1)設(shè)FeO、Fe2O3的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol,根據(jù)鐵、氧的物質(zhì)的量之比計(jì)算出FeO、Fe2O3的物質(zhì)的量之比,進(jìn)而確定Fe2+與Fe3+物質(zhì)的量之比;
(2)設(shè)Fe2+與Fe3+物質(zhì)的量分別為1mol、2mol,計(jì)算氧原子物質(zhì)的量,再根據(jù)m=nM計(jì)算氧元素質(zhì)量,進(jìn)而計(jì)算氧化物中Fe元素質(zhì)量分?jǐn)?shù);
(3)催化活性最高的催化劑,由(2)可知催化劑中Fe2+與Fe3+物質(zhì)的量之比為1:2,根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計(jì)算Fe2O3的物質(zhì)的量,進(jìn)而計(jì)算催化劑中FeO的物質(zhì)的量,結(jié)合方程式計(jì)算需要碳粉的質(zhì)量.

解答 解:(1)設(shè)FeO、Fe2O3的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol,則(x+2y)mol:(x+3y)mol=4:5,整理可得x:y=2:1,則Fe2+與Fe3+物質(zhì)的量之比為x:2y=1:1,
故答案為:1:1;
(2)設(shè)Fe2+與Fe3+物質(zhì)的量分別為1mol、2mol,則氧原子物質(zhì)的量為1mol+3mol=4mol,故氧化物中Fe元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{3mol×56g/mol}{3mol×56g/mol+4mol×16g/mol}$=0.724,故答案為:0.724;
(3)催化活性最高的催化劑,由(2)可知催化劑中Fe2+與Fe3+物質(zhì)的量之比為1:2,F(xiàn)e2O3的物質(zhì)的量為$\frac{480g}{160g/mol}$=3mol,故催化劑中FeO的物質(zhì)的量3mol×2×$\frac{1}{3}$=2mol,由方程式可知需要碳粉質(zhì)量為2mol×$\frac{1}{4}$×12g/mol=6g,故答案為:6.

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物有關(guān)計(jì)算,涉及物質(zhì)的量計(jì)算,側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力,難度不大.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

13.如圖所示水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘,放置數(shù)天觀察:
(1)若試管內(nèi)液面上升,則原溶液呈中性,發(fā)生吸氧腐蝕,電極反應(yīng):負(fù)極:Fe-2e-=Fe2+;正極:2H2O+O2+4e-=4OH-
(2)若試管內(nèi)液面下降,則原溶液呈酸性,發(fā)生析氫腐蝕.電極反應(yīng):
負(fù)極:Fe-2e-=Fe2+;正極:4H++4e-=2H2↑.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

14.SO2和Cl2都具有漂白性,若將等物質(zhì)的量的這兩種氣體同時(shí)作用于石蕊溶液,可觀察到石蕊溶液( 。
A.由紫色變?yōu)闊o色B.顏色無明顯變化C.先褪色,后復(fù)原D.由紫色變?yōu)榧t色

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

11.(1)根據(jù)最新“人工固氮”的研究報(bào)道,在常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑(摻有少量Fe2O3的TiO2)表面與水發(fā)生下列反應(yīng),
已知:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1,
則2N2(g)+6H2O(l)?4NH3(g)+3O2(g)△H=1 530 kJ•mol-1
(2)飲用水中的 NO3-主要來自于NH4+.已知在微生物的作用下,NH4+經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成NO3-.兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如圖:

1mol NH4+全部被氧化成NO3-的熱化學(xué)方程式為NH4+ (aq)+2O2(g)═NO3- (aq)+2H+(aq)+H2O(l)△H=-346 kJ•mol-1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

18.原子序數(shù)由小到大排列的四種短周期元素X、Y、Z、W,四種元素的原子序數(shù)之和為32,在周期表中X是原子半徑最小的元素,Y、Z左右相鄰,Z、W位于同主族.
(1)X元素是H.
(2)由X、Y、Z、W四種元素中的三種組成的一種強(qiáng)酸,該強(qiáng)酸的稀溶液能與銅反應(yīng),離子方程式為3Cu+2NO3-+8H+═3Cu2++2NO↑+4H2O

(3)由X、Y、Z、W四種元素組成的一種離子化合物A
①已知1mol A能與足量NaOH濃溶液反應(yīng)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8L氣體.寫出加熱條件下A與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式NH4++OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H2O+NH3↑.
②又知A既能與鹽酸反應(yīng),又能與氯水反應(yīng),寫出A與氯水反應(yīng)的離子方程式SO32-+Cl2+H2O=SO42-+2Cl-+2H+
(4)由X、Y、Z、W和Fe五種元素組成的式量為392的化合物B,1mol B中含有6mol結(jié)晶水.對化合物B進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
a 取B的溶液加入過量濃NaOH溶液并加熱,產(chǎn)生白色沉淀和無色刺激性氣味氣體.過一段時(shí)間白色沉淀變?yōu)榛揖G色,最終變?yōu)榧t褐色;
b 另取B的溶液,加入過量BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀,加鹽酸沉淀不溶解
①B的化學(xué)式為(NH42Fe(SO42•6H2O.
②已知1mol•L-1 100mL B的溶液能與1mol•L-1 20mL KMnO4溶液(硫酸酸化)恰好完全反應(yīng).寫出反應(yīng)的離子方程式5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

8.有機(jī)物A是一種重要的藥用物質(zhì),A的相對分子質(zhì)量為166,C、H含量為分別為65.1%、6%;
A中含苯環(huán)且苯環(huán)上只有一個(gè)支鏈.A在一定條件下可發(fā)生下列轉(zhuǎn)換,其中A、E互為同分異構(gòu)體,且都能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳;F是含有三個(gè)六元環(huán)的化合物,K、I是酯化反應(yīng)的產(chǎn)物.已知烯烴在一定條件下可發(fā)生下列反應(yīng):

(1)寫出A的分子式C9H10O3,A中所含官能團(tuán)的名稱醇羥基和羧基;
(2)寫出B、K的結(jié)構(gòu)簡式:B、K;
(3)寫出A→L的化學(xué)方程式$→_{△}^{濃硫酸}$+H2O,反應(yīng)類型取代反應(yīng)或酯化反應(yīng);
(4)A的一種同分異構(gòu)體M,其苯環(huán)上有兩個(gè)間位取代基,且能與三氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng).M在稀硫酸存在下水解生成X和Y,其中Y是飲用假酒致人失明、甚至死亡的元兇.請寫出M的結(jié)構(gòu)簡式:

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

15.下列離子方程式正確的是(  )
A.用惰性電極電解飽和氯化鈉溶液:2Cl-+2H+ $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H2↑+Cl2
B.用銀氨溶液檢驗(yàn)乙醛中的醛基:
CH3CHO+2Ag(NH32++2OH-$\stackrel{水浴加熱}{→}$CH3COONH4+3NH3+2Ag↓+H2O
C.Na2SO3溶液使酸性KMnO4溶液褪色:5SO32-+6H++2MnO4-═5SO42-+2Mn2+ 3H2O
D.苯酚鈉溶液中通入少量CO2:CO2+H2O+2C6H5O-→2C6H5OH+2CO32-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

12.有天然透明晶體A是高熔點(diǎn)、高硬度的物質(zhì),A在純氧中不能燃燒,但在高溫時(shí)既能和石灰石又能和純堿反應(yīng),都放出氣體B,A雖不能溶于強(qiáng)堿,卻能溶于氫氟酸,并生產(chǎn)氣體C,A和燒堿溶液反應(yīng)生成D的水溶液,將氣體B通入該溶液中去,能生成不穩(wěn)定的白色膠狀沉淀E,在干燥空氣中,E失去部分水,得到白色粉末F,F(xiàn)加熱后再重新生產(chǎn)A.
(1)試推斷出A、B、C、D、E、F各是什么物質(zhì)?寫出其分子式(或化學(xué)式)
A:SiO2  B:CO2  C:SiF4
D:Na2SiO3  E:H4SiO4  F:H2SiO3
(2)寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式:
①SiO2+Na2CO3$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Na2SiO3+CO2↑   ②SiO2+CaCO3$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaSiO3+CO2↑   ③SiO2+4HF═SiF4↑+2H2O   ④SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
⑤Na2SiO3+CO2+2H2O=Na2CO3+H4SiO4↓   ⑥H4SiO4=H2SiO3+H2O   ⑦H2SiO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SiO2+H2O.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

1.下列反應(yīng)屬于加成反應(yīng)的是(  )
A.甲烷與氯氣反應(yīng)B.乙烷的燃燒
C.乙烯使酸性高錳酸鉀溶液褪色D.乙烯使溴水褪色

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同步練習(xí)冊答案