Question

(12分)我國(guó)是個(gè)鋼鐵大國(guó)，鋼鐵產(chǎn)量為世界第一，高爐煉鐵是最為普遍的煉鐵方法。高爐內(nèi)可能發(fā)生如下反應(yīng)：

C(s)＋O₂(g) ＝ CO₂(g)  △H₁＝－393.5 kJ·mol^—1                   ①

C(s)＋CO₂(g) ＝ 2CO(g)  △H₂＝＋172.5 kJ·mol^—1                  ②

4CO(g)＋Fe₃O₄(s) ＝ 4CO₂(g)＋3Fe(s)  △H₃＝－13.7 kJ·mol^—1       ③

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

⑴計(jì)算3Fe(s)＋2O₂(g) ＝ Fe₃O₄(s)的△H＝___________________。

⑵800℃時(shí)，C(s)＋CO₂(g)2CO(g)的平衡常數(shù)K＝1.64，相同條件下測(cè)得高爐內(nèi)c(CO)＝0.20 mol·L^－1、c(CO₂)＝0.05 mol·L^－1，此時(shí)反應(yīng)向_______（填“正”或“逆”）方向進(jìn)行。

⑶某種礦石中鐵元素以氧化物Fe_mO_n形式存在，現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：將少量鐵礦石樣品粉碎，稱取25.0 g樣品于燒杯中，加入稀硫酸充分溶解，并不斷加熱、攪拌，濾去不溶物。向所得濾液中加入10.0 g銅粉充分反應(yīng)后過(guò)濾、洗滌、干燥得剩余固體3.6 g。剩下濾液用濃度為2 mol·L^－1的酸性KMnO₄滴定，至終點(diǎn)時(shí)消耗KMnO₄溶液體積25.0 mL。

提示：2Fe^3＋＋Cu＝2Fe^2＋＋Cu^2＋      8H^＋＋MnO₄^－＋5Fe^2＋＝Mn^2＋＋5Fe^3＋＋4H₂O

①計(jì)算該鐵礦石中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（請(qǐng)寫出必要的解題步驟）

②計(jì)算氧化物Fe_mO_n的化學(xué)式（m、n為正整數(shù)）（請(qǐng)寫出必要的解題步驟）

 

Answer 1

【答案】

（12分）

⑴－1118.3 kJ·mol^—1                                              (2分)

⑵正                                                           (2分)

⑶①n(Fe)＝5n(KMnO₄)＝5×0.025 L×2 mol·L^－1＝0.25 mol              (2分)

m(Fe)＝0.25 mol×56 g·mol^－1＝14g

ω(Fe)＝14 g÷25 g×100%=56%                                  (2分)

②反應(yīng)的銅的物質(zhì)的量n(Cu)＝(10 g－3.6 g)÷64 g·mol^－1＝0.1 mol

n(Fe^3＋)＝0.2 mol

解得：n(Fe^2＋)＝0.05 mol                                      (2分)

該氧化物的化學(xué)式可表示為：Fe₅O₇或FeO·2Fe₂O₃               (2分)

（共12分）

【解析】略