要使Fe3O4和Fe 2O3中所含铁元素质量相等.则Fe3O4与Fe 2O3质量比为( ) A．2∶3 B.4∶5 C.29∶30 D.3∶2 题目和参考答案——青夏教育精英家教网——

题目内容

要使Fe₃O₄和Fe₂O₃中所含铁元素质量相等，则Fe₃O₄与Fe₂O₃质量比为（）

A．2∶3 B.4∶5 C.29∶30 D.3∶2

C

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（2011?丹阳市二模）某兴趣小组在复习铁的冶炼时，在参考资料上发现以下一段文字：已知在不同的温度下，CO与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物（或铁单质）和CO₂．他们不禁产生了疑问：书本119页的实验中，CO与Fe₂O₃反应生成的黑色物质真的是Fe粉吗？于是他们进行了以下探究．
【查阅资料】
资料一：Fe粉和Fe₃O₄粉末能被磁铁吸引而FeO（黑色）不能；
资料二：Fe₃O₄中铁元素有+2、+3两种化合价，其化学式可用FeO?Fe₂O₃ 的形式表示；
【提出猜想】黑色物质可能是Fe₃O₄、FeO和Fe粉中的一种或几种．
【进行实验】兴趣小组收集了CO与Fe₂O₃反应生成的黑色物质进行了下列实验：

	实验方案	实验现象
甲	取少量黑色物质用磁铁吸引	黑色物质全部被磁铁吸引
乙	取少量黑色物质加入30%热的盐酸中	无气泡、溶液颜色变成黄绿色
丙	取少量黑色物质加入硫酸铜溶液中	无任何现象

【实验结论】
（1）甲实验现象说明黑色物质中没有

，乙、丙实验现象说明黑色物质中没有

；
（2）生成的黑色物质应为Fe₃O₄；
（3）写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式

Fe₃O₄+8HCl═FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O

Fe₃O₄+8HCl═FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O

；
【拓展探究】同学们对Fe₃O₄产生了兴趣，从参考资料中找到了氧化沉淀法生产复印用高档Fe₃O₄粉的工艺流程简图．
【生产流程】

【查阅资料】
资料一：硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如下表所示：

温度/℃	0	10	30	50	60	70	80	90
溶解度/g	14.0	17.0	25.0	33.0	35.3	33.0	30.5	27.0

资料二：Fe（OH）₂受氧气氧化反应原理为：4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂=4Fe（OH）₃
资料三：获得Fe₃O₄的反应原理为：Fe（OH）₂+2Fe（OH）₃

Fe₃O₄+4H₂O
【问题讨论】
（1）溶解时，用50℃至80℃的热水目的是

在50℃～80℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率

在50℃～80℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率

．
（2）写出加入适量NaOH溶液时发生反应的化学方程式

2NaOH+FeSO₄═Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄

2NaOH+FeSO₄═Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄

；
（3）上述过程中，要控制“通一定量空气”的目的是

控制Fe（OH）₂转化为Fe（OH）₃的量[或防止Fe（OH）₂完全转化为Fe（OH）₃]

控制Fe（OH）₂转化为Fe（OH）₃的量[或防止Fe（OH）₂完全转化为Fe（OH）₃]

．
（4）要使四氧化三铁的产率最高，则上述流程中产生的Fe（OH）₂和Fe（OH）₃的最佳质量比为

90：214（或45：107）

90：214（或45：107）

．
（5）副产品P是硫酸钠，由溶液N获得该副产品的操作顺序是b→

→d．
a．过滤 b．加热浓缩 c．冷却结晶 d．晶体加热至完全失去结晶水
【组成确定】为确定用以上方法制得的四氧化三铁中可能含有的杂质，同学们又进行了下列实验探究．
【查阅资料】
资料一：难溶性碱受热时能分解产生金属氧化物和水（反应中各种元素的化合价不变）；
资料二：Fe₂O₃和CO反应是随温度升高而逐步进行的，先生成Fe₃O₄，再生成FeO（黑色），最后生成Fe；
【提出猜想】Fe₃O₄中可能含有的杂质是Fe₂O₃和FeO中的一种或两种．
【实验设计】同学们称取了23.28g该Fe₃O₄样品进行了下列实验：

【实验分析】因探究思路不同，兴趣小组分成甲、乙两小组．
甲组：
（1）该组同学欲通过B装置反应前后的质量变化来计算确认该Fe₃O₄样品中的杂质．B中的最佳试剂是_

（填序号）．
①澄清石灰水 ②氢氧化钠浓溶液 ③稀盐酸 ④水
（2）上述实验过程中，CO气体除作为反应物外，还能起到的作用是：①实验开始时，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸；②停止加热后，防止A中生成物被氧化，B中的溶液倒吸入A中；③

将装置中的CO₂送入NaOH溶液中

将装置中的CO₂送入NaOH溶液中

．
（3）乙组同学认为B装置反应前后的

质量差会偏小而影响计算、分析，你认为他们的理由是

CO从B中溶液里逸出时会带出部分水蒸气

CO从B中溶液里逸出时会带出部分水蒸气

．
乙组：
利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线（右图）．
（1）写出BC段发生反应的化学方程式：

．
（2）通过计算确定：该Fe₃O₄样品中含有的杂质是

，其中含Fe₃O₄的质量是

g．（不需要写过程）

某兴趣小组在复习铁的冶炼时，在参考资料上发现以下一段文字：已知在不同的温度下，CO与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物（或铁单质）和CO₂．他们不禁产生了疑问：课本上册124页的实验中，CO与Fe₂O₃反应生成的黑色物质真的是Fe粉吗？于是他们进行了以下探究．
[查阅资料]
资料一：Fe粉和Fe₃O₄粉末能被磁铁吸引而FeO（黑色）不能；
资料二：Fe₃O₄中铁元素有+2、+3两种化合价，其化学式可用FeO?Fe₂O₃ 的形式表示；
[提出猜想]黑色物质可能是Fe₃O₄、FeO和Fe粉中的一种或几种．
[进行实验]兴趣小组收集了CO与Fe₂O₃反应生成的黑色物质进行了下列实验：

	实验方案	实验现象
甲	取少量黑色物质用磁铁吸引	黑色物质全部被磁铁吸引
乙	取少量黑色物质加入30%热的盐酸中	无气泡、溶液颜色变成黄绿色
丙	取少量黑色物质加入硫酸铜溶液中	无任何现象

[实验结论]
（1）甲实验现象说明黑色物质中没有

，乙、丙实验现象说明黑色物质中没有

；
（2）生成的黑色物质应为Fe₃O₄；
（3）写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式

Fe₃O₄+8HCl=FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O

Fe₃O₄+8HCl=FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O

；
[拓展探究]同学们对Fe₃O₄产生了兴趣，从参考资料中找到了氧化沉淀法生产复印用高档Fe₃O₄粉的工艺流程简图．
[生产流程]

[查阅资料]
资料一：硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如表所示：

温度/℃	0	10	30	50	60	70	80	90
溶解度/g	14.0	17.0	25.0	33.0	35.3	33.0	30.5	27.0

资料二：Fe（OH）₂受氧气氧化反应原理为：4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂=4Fe（OH）₃
资料三：获得Fe₃O₄的反应原理为：Fe（OH）₂+2Fe（OH）₃

Fe₃O₄+4H₂O
[问题讨论]
（1）溶解时，用50℃至80℃的热水目的是

在50℃～80℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率

在50℃～80℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率

．
（2）写出加入适量NaOH溶液时发生反应的化学方程式

2NaOH+FeSO₄═Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄

2NaOH+FeSO₄═Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄

．
（3）上述过程中，要控制“通一定量空气”的目的是

控制Fe（OH）₂转化为Fe（OH）₃的量

控制Fe（OH）₂转化为Fe（OH）₃的量

．
（4）要使四氧化三铁的产率最高，则上述流程中产生的Fe（OH）₂和Fe（OH）₃的最佳质量比为

．
（5）副产品P是硫酸钠，由溶液N获得该副产品的操作顺序是b→

→d．
a．过滤 b．加热浓缩 c．冷却结晶 d．晶体加热至完全失去结晶水
[组成确定]为确定用以上方法制得的四氧化三铁中可能含有的杂质，同学们又进行了下列实验探究．
[查阅资料]
资料一：难溶性碱受热时能分解产生金属氧化物和水（反应中各种元素的化合价不变）；
资料二：Fe₂O₃和CO反应是随温度升高而逐步进行的，先生成Fe₃O₄，再生成FeO（黑色），最后生成Fe；
[提出猜想]Fe₃O₄中可能含有的杂质是Fe₂O₃和FeO中的一种或两种．
[实验设计]同学们称取了23.28g该Fe₃O₄样品进行了下列实验：

[实验分析]因探究思路不同，兴趣小组分成甲、乙两小组．
甲组：
（1）该组同学欲通过B装置反应前后的质量变化来计算确认该Fe₃O₄样品中的杂质．
B中的最佳试剂是

（填序号）
①澄清石灰水 ②氢氧化钠浓溶液 ③稀盐酸 ④水
（2）上述实验过程中，CO气体除作为反应物外，能起到的作用是：
①实验开始时，排尽装置中的空气，防止

；
②停止加热后，继续通CO气体，防止

防止生成物被氧化

防止生成物被氧化

，以及B中的溶液倒吸入A中；
在本实验中，CO气体还能起到的作用是③

让二氧化碳全部进入B瓶中

让二氧化碳全部进入B瓶中

．
（3）尾气如何处理？

．
乙组：
利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线（如图）

（1）写出BC段发生反应的化学方程式：

；
（2）通过分析计算确定：该Fe₃O₄样品中含有的杂质是

．（不需要写过程）

要使Fe₃O₄和Fe₂O₃中所含铁元素质量相等，则Fe₃O₄与Fe₂O₃质量比为（）

要使Fe₃O₄和Fe₂O₃中所含铁元素质量相等，则Fe₃O₄与Fe₂O₃质量比为（）

A．2∶3 B.4∶5 C.29∶30 D.3∶2