Question

我国是个钢铁大国，钢铁产量为世界第一，高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。高炉内可能发生如下反应：
C(s)+O₂(g)=CO₂(g) △H1=-393.5 kJ/mol ①
C(s)+CO₂(g)=2CO(g) △H2=+172.5 kJ/mol ②
4CO(g)+Fe₃O₄(s)=4CO₂(g)+3Fe(s) △H3=-13.7 kJ/mol ③
请回答下列问题：
(1)反应3Fe(s)+2O₂(g)=Fe₃O₄(s)的△H=_____________。
(2)800℃时，C(s)+CO₂(g)2CO(g)的平衡常数K=1.64，测得高炉内c(CO)= 0. 20 mol/L、c(CO₂)=
0.05mol/L，此时反应向____（填“正”或“逆”）方向进行。
(3)某种矿石中铁元素以氧化物Fe_mO_n形式存在（矿石中杂质不与酸反应），现进行如下实验：将少量铁矿石样品粉碎，称取25．0 g样品于烧杯中，加入稀H₂SO₄充分溶解，并不断加热、搅拌，滤去不溶物。向所得滤液中加入10．0 g铜粉充分反应后过滤、洗涤、干燥得剩余固体36 g。剩下滤液用浓度为2
mol/L的酸性KMnO₄滴定，至终点时消耗KMnO₄溶液体积25．0 mL。提示：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺
8H⁺+MnO₄^-+5Fe²⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O
①计算该铁矿石中铁元素的质量分数。
②计算氧化物Fe_mO_n的化学式（m、n为正整数）（请写出计算过程）。

Answer 1

(1) -1118. 3 kJ/mol
(3)①解:n(Fe)=5n(KMnO₄)=50.025L×2mol/L=0. 25mol
m(Fe)=0.25mol×56g/mol=14g
ω(Fe)=14g/25g×100%=56%
②反应的铜的物质的量n(Cu)=(10g-3.6g)/64g/mol=0.1mol
由方程式得：n(Fe³⁺)=0.2 mol、n(Fe²⁺)=0.05 mol
该氧化物的化学式可表示为：Fe₅O₇或FeO·Fe₂O₃