Question

【題目】一氧化碳還原氧化鐵的實驗過程中固體產物可能有四氧化三鐵、氧化亞鐵（黑色）、鐵。

實驗一：某化學興趣小組的同學設計了如圖1所示的實驗裝置測定某赤鐵礦樣品中Fe2O3的質量分數。

他們稱取10.0g赤鐵礦，當赤鈦礦中的Fe2O3全部還原為Fe時，剩余固體在CO的保護下冷卻、稱量，質量為7.6g（假設赤鐵礦中的雜質均不與CO反應）。

（1）實驗過程中可觀察到的現象是_____；

（2）實驗結束時繼續(xù)通入一氧化碳的目的是_____；

（3）該赤鐵礦中Fe2O3的質量分數為______；

實驗二：在鋼鐵廠的實驗室，同學們采集了用某種熱分析儀記錄的CO與Fe2O3進行反應時的有關數據，并得到固體質量與反應溫度的關系曲線，如圖2所示：

（4）根據圖象分析寫出P點時固體成分的化學式_____；

（5）固體質量由48.0g變?yōu)?/span>46.4g的過程中發(fā)生反應的化學方程式為_____。

Answer 1

【答案】紅色粉末變?yōu)楹谏�，澄清石灰水變渾�?/span> 防止生成的鐵被空氣中的氧氣氧化 80% Fe 3Fe2O3+CO2Fe3O4＋CO2

【解析】

（1）一氧化碳和氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，所以圖中玻璃管處實驗現象是紅色粉末變?yōu)楹谏�，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，試管處實驗現象是澄清石灰水變渾濁．故填：紅色粉末變?yōu)楹谏�，澄清石灰水變渾濁�?/span>
（2）實驗結束后繼續(xù)通入一氧化碳到玻璃管冷卻，目的是防止生成的鐵被空氣中的氧氣氧化；故填：防止生成的鐵被空氣中的氧氣氧化；

（3）設該赤鐵礦中Fe2O3的質量為x

x=8g
該赤鐵礦中Fe2O3的質量分數為×100%=80%；故填：80%；
（4）氧化鐵中氧元素質量為，鐵元素質量=48-14.4g=33.6g，，根據圖象曲線可知，加熱到800℃時三種氧化物反應完全，此時固體為Fe。故填：Fe；

（5）固體質量由48.0g變?yōu)?/span>46.4g時，對應溫度為400-500℃，此時Fe2O3與CO反應，失去氧元素的質量為48g-46.4=1.6g，氧化鐵中氧元素質量為，鐵元素質量=48-14.4g=33.6g，殘余固體中氧元素質量=14.4g-1.6g=12.8g，鐵、氧原子個數比= =3：4，所以此時還原產物為Fe3O4。對應方程式為3Fe2O3+CO2Fe3O4＋CO2。

故填：3Fe2O3+CO2Fe3O4＋CO2。