Question

1．新型材料納米級Fe粉具有廣泛的用途，它比普通Fe粉更易與氧氣反應(yīng)，其制備工藝流程如圖所示：

請回答下列問題：
（1）納米級Fe粉在氧氣中能自發(fā)燃燒生成黑色固體，此黑色固體的化學(xué)式為Fe₃O₄．
（2）請補充完成上述制備工藝的化學(xué)方程式：H₂+FeCl₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe+2HCl．
（3）研究人員發(fā)現(xiàn)最后制得的納米級Fe粉樣品中混有少量的FeCl₂雜質(zhì)．
①為除去樣品中的雜質(zhì)，在無氧環(huán)境下，先加水溶解，然后再過濾、洗滌、烘干．
②取樣品20g，加入足量的鹽酸，生成氫氣0.7g，請計算該樣品中單質(zhì)Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（請寫出計算過程）98%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鐵與氧氣反應(yīng)生成四氧化三鐵考慮；（2）根據(jù)反應(yīng)前后各種原子種類和數(shù)目不變和氮氣化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定考慮；（3）①根據(jù)鐵不溶于水，氯化亞鐵溶于水進(jìn)行混合物的分離；②根據(jù)氫氣的質(zhì)量計算出鐵的質(zhì)量，再除以20g計算出鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，所以黑色固體是四氧化三鐵；
（2）反應(yīng)物的分子中含有2個氫原子、一個鐵原子、2個氯原子，生成物中已經(jīng)含有一個鐵原子，還缺少2個氫原子和2個氯原子，所以補充的內(nèi)容是2HCl；氮氣化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在反應(yīng)中起保護(hù)氣的作用；
（3）①鐵不溶于水，氯化亞鐵溶于水，所以加水溶解，再進(jìn)行過濾、洗滌干燥即可；
②設(shè)生成0.7g氫氣需要參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為X，則：
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
56             2
X             0.7g
根據(jù)：$\frac{56}{2}$=$\frac{x}{0.7g}$解得X=19.6g．
$\frac{19.6g}{20g}$×100%=98%
故答案為：（1）Fe₃O₄；（2）2HCl；（3）①水；過濾；②設(shè)生成0.7g氫氣需要參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為X，則：
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
56            2
X            0.7g
根據(jù)：$\frac{56}{2}$=$\frac{x}{0.7g}$解得X=19.6g．
$\frac{19.6g}{20g}$×100%=98%．

點評 解答本題關(guān)鍵是知道鐵燃燒的產(chǎn)物是四氧化三鐵，能夠靈活運用質(zhì)量守恒定律解決實際問題，知道不溶性固體和液體分離的方法，熟悉根據(jù)方程式的簡單計算方法．