Question

11．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、氧元素的質(zhì)量之比為14：5，其中Fe²⁺與Fe³⁺質(zhì)量之比為多少．
（2）當催化劑中Fe²⁺與Fe³⁺的質(zhì)量之比為1：2時，其催化活性最高，此時混合物中鐵的質(zhì)量分數(shù)為多少？（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，可向其中加入適量炭粉，發(fā)生如下反應(yīng)：2Fe₂O₃十C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4FeO十CO₂↑．為制得這種活性最高的催化劑，應(yīng)向480g Fe₂O₃粉末中加入炭粉的質(zhì)量為多少克．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)原子個數(shù)守恒進行計算；
（2）根據(jù)當FeO、Fe₂O₃中鐵元素的質(zhì)量比為1﹕2時，此時FeO、Fe₂O₃的質(zhì)量比就等于二者的相對分子質(zhì)量之比進行解答；
（3）根據(jù)FeO、Fe₂O₃的質(zhì)量比以及氧化鐵的質(zhì)量求出氧化亞鐵的質(zhì)量，進而求出制得的催化劑中Fe₂O₃的質(zhì)量即可．

解答 解：（1）設(shè)混合物中FeO、Fe₂O₃的分子個數(shù)分別是a、b，所以
$\frac{56a+112b}{16a+48b}$=14：5
a：b=2：1，
所以n（Fe²⁺）：n（Fe³⁺）=1：1；
（2）FeO與Fe₂0₃的相對分子質(zhì)量比為72：160=9：20 所以鐵的氧化物混合物中鐵的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{72×\frac{56}{72}+160×\frac{2×56}{160}}{72+160}$×100%=0.72；
（3）解：設(shè)需C的質(zhì)量為x
   2Fe₂0₃+C═4FeO+CO₂↑      1個Fe₂O₃反應(yīng)生成2個FeO，所以有1/3的氧化鐵反應(yīng)
   320   12
480g*1/3  x
 $\frac{320}{160}$=$\frac{12}{x}$
  x=6g
故答案為：（1）1：1；
（2）0.72；
（3）6g．

點評 本題考查學生根據(jù)化學方程式進行計算的能力，對于本題主要是要分析題意，找出建立等式的依據(jù)即可解答．