Question

【題目】某化學學習小組做CO還原Fe2O3實驗時，查閱資料發現CO還原Fe2O3的實驗中若溫度不同、受熱不均時，除生成Fe外，還會生成Fe3O4。其中Fe3O4為金屬氧化物，可與鹽酸反應，不與硫酸銅溶液反應。為定量測定生成物的成分，某同學用下圖所示的實驗方案進行實驗并記錄數據：

試回答：

（1）寫出CO還原Fe2O3生成Fe的化學方程式_____；

（2）過濾操作需要的玻璃儀器是燒杯、玻璃棒和_____；方案中加入過量鹽酸的目的是_____；

（3）根據以上實驗數據，計算17.2g生成物中Fe3O4的質量為_____。

（4）如得到17.2g生成物，計算參加反應的Fe2O3的質量_____。

Answer 1

【答案】Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 漏斗 除去濾渣中的Fe3O4 11.6g 20g

【解析】

（1）CO在高溫條件下還原Fe2O3生成Fe和二氧化碳，方程式是：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（2）過濾需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和漏斗；Fe3O4為金屬氧化物，可與鹽酸反應，不與硫酸銅溶液反應，所以在生成物中加入過量硫酸銅溶液，發生反應的是鐵，過濾后得到的濾渣中含有銅、Fe3O4，再加入過濾鹽酸是為了將Fe3O4除盡，得到純凈的銅；
（3）通過反應流程可知：最后得到的紅色固體是銅；
設生成6.4g銅需要鐵的質量為x

x=5.6g
∴17.2g生成物中Fe3O4的質量為：17.2g-5.6g=11.6g
（4）化學反應前后元素的質量不變，所以生成物中鐵元素的質量和參加反應的氧化鐵中鐵元素的質量是相等的，可利用關系式解答；
設11.6gFe3O4中鐵元素的質量為y

y=8.4g
生成物中鐵元素的質量為：8.4g+5.6g=14g
設質量為a的氧化鐵中含有14g鐵元素

a=20g
答：參加反應的Fe2O3的質量是20g．
故答案為：（1）3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（2）漏斗；除去濾渣中的Fe3O4；
（3）11.6g；
（4）參加反應的Fe2O3的質量是20g．