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＝___________________。
⑵8
00℃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·L－1、c(CO2)＝0.05 mol·L－1，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·L－1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（m、n为正整数）（请写出必要的解题步骤）
（12分）
⑴－1118.3 kJ·mol—1 (2分)
⑵正 (2分)
⑶①n(Fe)＝5n(KMnO4)＝5×0.025 L×2 mol·L－1＝0.25 mol (2分)
m(Fe)＝0.25 mol×56 g·mol－1＝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·mol－1＝0.1 mol
n(Fe3＋)＝0.2 mol
解得：n(Fe2＋)＝0.05 mol (2分)
该氧化物的化学式可表示为：Fe5O7或FeO·2Fe2O3 (2分)
解析
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·L－1、c(CO2)＝0.05 mol·L－1，此时反应向_______（填“正”或“逆”）方向进行。
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·L－1、c(CO2)＝0.05 mol·L－1，此时反应向_______（填“正”或“逆”）方向进行。