题目内容

(12分)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                  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

请回答下列问题:

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

⑵800℃时,C(s)+CO2(g)2CO(g)的平衡常数K=1.64,相同条件下测得高炉内c(CO)=0.20 mol·L1c(CO2)=0.05 mol·L1,此时反应向_______(填“正”或“逆”)方向进行。

⑶某种矿石中铁元素以氧化物FemOn形式存在,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,加入稀硫酸充分溶解,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3.6 g。剩下滤液用浓度为2 mol·L1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。(请写出必要的解题步骤)

②计算氧化物FemOn的化学式(mn为正整数)(请写出必要的解题步骤)

 

(12分)

⑴-1118.3kJ·mol—1       (2分)

⑵正         (2分)

⑶①n(Fe)=5n(KMnO4)=5×0.025 L×2mol·L1=0.25mol         (2分)

m(Fe)=0.25 mol×56 g·mol1=14g

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

②反应的铜的物质的量n(Cu)=(10 g-3.6 g)÷64 g·mol1=0.1 mol

n(Fe3)=0.2 mol

解得:n(Fe2)=0.05mol               (2分)

该氧化物的化学式可表示为:Fe5O7或FeO·2Fe2O3       (2分)

解析:

 

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