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要使Fe
2
O
3
和Fe
3
O
4
含有相同质量的铁元素，则Fe
2
O
3
和Fe
3
O
4
的质量比是
[ ]
A．3:2
B．1:1
C．30:29
D．29:42
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C
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在天平两边的托盘上各放一个质量相等的烧杯，并分别加入等质量、等质量分数的足量的稀盐酸，天平平衡．若向左盘烧杯中加入100g碳酸钙，充分反应后，要想使天平重新平衡，应向右盘烧杯中加入的物质可能是
①56g Zn和Fe
2
O
3
的混合物 ②100g MgCO
3
和Al的混合物 ③84g Mg和Fe的混合物 ④100g BaCO
3
和Cu的混合物（ ）
A、①③
B、②
C、②④
D、③④
（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CO
2
．他们不禁产生了疑问：书本119页的实验中，CO与Fe
2
O
3
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Fe
3
O
4
粉末能被磁铁吸引而FeO（黑色）不能；
资料二：Fe
3
O
4
中铁元素有+2、+3两种化合价，其化学式可用FeO?Fe
2
O
3
的形式表示；
【提出猜想】黑色物质可能是Fe
3
O
4
、FeO和Fe粉中的一种或几种．
【进行实验】兴趣小组收集了CO与Fe
2
O
3
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
FeO
FeO
，乙、丙实验现象说明黑色物质中没有
Fe
Fe
；
（2）生成的黑色物质应为Fe
3
O
4
；
（3）写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式
Fe
3
O
4
+8HCl═FeCl
2
+2FeCl
3
+4H
2
O
Fe
3
O
4
+8HCl═FeCl
2
+2FeCl
3
+4H
2
O
；
【拓展探究】同学们对Fe
3
O
4
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Fe
3
O
4
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
+2H
2
O+O
2
=4Fe（OH）
3
资料三：获得Fe
3
O
4
的反应原理为：Fe（OH）
2
+2Fe（OH）
3
△
.
Fe
3
O
4
+4H
2
O
【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+FeSO
4
═Fe（OH）
2
↓+Na
2
SO
4
2NaOH+FeSO
4
═Fe（OH）
2
↓+Na
2
SO
4
；
（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→
c
c
→
a
a
→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：Fe
2
O
3
和CO反应是随温度升高而逐步进行的，先生成Fe
3
O
4
，再生成FeO（黑色），最后生成Fe；
【提出猜想】Fe
3
O
4
中可能含有的杂质是Fe
2
O
3
和FeO中的一种或两种．
【实验设计】同学们称取了23.28g该Fe
3
O
4
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Fe
3
O
4
样品中的杂质．B中的最佳试剂是_
②
②
（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CO
2
送入NaOH溶液中
将装置中的CO
2
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：
Fe
3
O
4
+CO
高温
.
3FeO+CO
2
Fe
3
O
4
+CO
高温
.
3FeO+CO
2
．
（2）通过计算确定：该Fe
3
O
4
样品中含有的杂质是
Fe
2
O
3
Fe
2
O
3
，其中含Fe
3
O
4
的质量是
20.88
20.88
g．（不需要写过程）
已知木炭粉和Fe
2
O
3
反应的化学方程式为：2Fe
2
O
3
+3C
高温
.
4Fe+3CO
2
↑或者为：Fe
2
O
3
+3C
高温
.
2Fe+3CO↑
某同学设计一个实验，假定恰好完全反应，测定此反应中的气体生成物，实验装置如图．
（1）实验中通入的气体是纯净干燥的N
2
，写出不用空气的主要理由
空气中的氧气、二氧化碳会与木炭反应产生一氧化碳和二氧化碳，将使测定的结果不准确
空气中的氧气、二氧化碳会与木炭反应产生一氧化碳和二氧化碳，将使测定的结果不准确
，实验也不能用潮湿的氮气，原因是
潮湿的氮气中含有水分，水会与木炭反应产生一氧化碳，也将使得测定的结果不准确
潮湿的氮气中含有水分，水会与木炭反应产生一氧化碳，也将使得测定的结果不准确
．
（2）如用氧化铁与木炭粉的混合物3.8g反应，充分反应后测得固体质量减轻1.56g，则生成的气体为
CO和CO
2
的混合气体
CO和CO
2
的混合气体
．
（3）烧杯内适量澄清石灰水的现象为
澄清石灰水变浑浊
澄清石灰水变浑浊
，若氧化铁的质量与本次实验相同，要使澄清石灰水的现象也与本次实验相同，则固体混合物总质量（m）的取值范围应该是
大于3.63g而小于4.2g
大于3.63g而小于4.2g
．
（4）合成氨工业生产中所用的α-Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe
2
O
3
．
①当催化剂中FeO与Fe
2
O
3
的质量之比为9：20时，其催化活性最高，此时铁的氧化物混合物中铁的质量分数为
72%
72%
．
②以Fe
2
O
3
为原料制备上述催化剂，可向其中加入适量碳，发生如下反应：2Fe
2
O
3
+C
高温
.
4FeO十CO
2
↑，为制得这种活性最高的催化剂，应向480g Fe
2
O
3
粉末中加入碳多少克？
6g
6g
．
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CO
2
．他们不禁产生了疑问：课本上册124页的实验中，CO与Fe
2
O
3
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Fe
3
O
4
粉末能被磁铁吸引而FeO（黑色）不能；
资料二：Fe
3
O
4
中铁元素有+2、+3两种化合价，其化学式可用FeO?Fe
2
O
3
的形式表示；
[提出猜想]黑色物质可能是Fe
3
O
4
、FeO和Fe粉中的一种或几种．
[进行实验]兴趣小组收集了CO与Fe
2
O
3
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
FeO
FeO
，乙、丙实验现象说明黑色物质中没有
Fe
Fe
；
（2）生成的黑色物质应为Fe
3
O
4
；
（3）写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式
Fe
3
O
4
+8HCl=FeCl
2
+2FeCl
3
+4H
2
O
Fe
3
O
4
+8HCl=FeCl
2
+2FeCl
3
+4H
2
O
；
[拓展探究]同学们对Fe
3
O
4
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Fe
3
O
4
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
+2H
2
O+O
2
=4Fe（OH）
3
资料三：获得Fe
3
O
4
的反应原理为：Fe（OH）
2
+2Fe（OH）
3
△
.
Fe
3
O
4
+4H
2
O
[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+FeSO
4
═Fe（OH）
2
↓+Na
2
SO
4
2NaOH+FeSO
4
═Fe（OH）
2
↓+Na
2
SO
4
．
（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
90：214
90：214
．
（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→
c
c
→
a
a
→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：Fe
2
O
3
和CO反应是随温度升高而逐步进行的，先生成Fe
3
O
4
，再生成FeO（黑色），最后生成Fe；
[提出猜想]Fe
3
O
4
中可能含有的杂质是Fe
2
O
3
和FeO中的一种或两种．
[实验设计]同学们称取了23.28g该Fe
3
O
4
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Fe
3
O
4
样品中的杂质．
B中的最佳试剂是
②
②
（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
防止爆炸
防止爆炸
；
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？
点燃
点燃
．
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：
Fe
3
O
4
+CO
高温
.
3FeO+CO
2
Fe
3
O
4
+CO
高温
.
3FeO+CO
2
；
（2）通过分析计算确定：该Fe
3
O
4
样品中含有的杂质是
Fe
2
O
3
Fe
2
O
3
．（不需要写过程）
（1）小丽在购买的袋装薯片中发现有一个小袋，上面标有“成分：CaO、Fe；作用：防潮、防氧化；警告：禁止食用”等字样，撕开小袋，发现里面的固体粉末有少许是棕红色的，大多数是灰白色的．经过分析，她认为棕红色粉末是Fe
2
O
3
，灰白色粉末应该含有CaCO
3
和Fe，为验证自己的判断，小丽打算进行实验探究，请你一同参与．
实验目的：证实灰白色粉末中含有CaCO
3
和Fe．
查阅资料：①氢气具有还原性，能夺取某些金属氧化物中的氧，使金属还原，②白色的无水硫酸铜遇水变成蓝色．
实验设计：装置如图所示：
实验预测与分析：
①若要证实样品中含有CaCO
3
，B中观察到的实验现象是
澄清石灰水变浑浊
澄清石灰水变浑浊
，B中发生反应的化学方程式为
Ca（OH）
2
+CO
2
=CaCO
3
↓+H
2
O
Ca（OH）
2
+CO
2
=CaCO
3
↓+H
2
O
．
②若要证实样品中含有Fe，D中应观察到的实验现象是
黑色固体变成红色
黑色固体变成红色
，E中应观察到的实验现象是
白色固体变成蓝色
白色固体变成蓝色
．
③看了小丽的分析结论，有同学认为小袋内灰白色粉末中还应该有别的物质，请你写出其中一种物质的化学式
CaO或Ca（OH）
2
CaO或Ca（OH）
2
．
④小丽认为棕红色粉末Fe
2
O
3
也能与盐酸反应，请你写出反应的化学方程式
Fe
2
O
3
+6HCl=2FeCl
3
+3H
2
O
Fe
2
O
3
+6HCl=2FeCl
3
+3H
2
O
．
（2）黄铜是铜、锌合金，它可用来制造机器、电器零件及日用品．为测定某黄铜中铜的质量分数，现取20g该样品粉碎，加入到100g稀硫酸中，恰好完全反应，反应后测得烧杯中剩余物的总质量为119.6克．
①反应生成氢气的质量是
0.4g
0.4g
；
②黄铜样品中铜的质量分数是
35%
35%
；
③计算稀硫酸中溶质的质量分数．
关 闭
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质量差会偏小而影响计算、分析，你认为他们的理由是
已知木炭粉和Fe2O3 反应的化学方程式为：2Fe2O3+3C
