Question

现有Fe和Fe₂O₃的固体混合物，为了分析混合物中Fe和Fe₂O₃的含量，设计了如下实验方案：
①100g Fe、Fe₂O₃通入CO  高温气体剩余固体足量石灰水溶液吸收②冷却剩余
实验数据：实验共记录了两组实验数据，第①组，气体完全吸收后，石灰水溶液质量增加66g；第②组，完全反应，冷却后称量剩余固体的质量为Wg．
Fe₂O₃和CO反应方程式是：Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂
根据实验设计及有关数据进行分析与计算
（1）生成气体的质量是______g．
（2）混合物中Fe单质的质量分数为多少？（写出计算过程）
（3）第②组数据W是______g（写出计算结果）．
（4）若在100g Fe和Fe₂O₃的固体混合物中持续不断的通入CO，请你画出固体质量与通入CO质量的关系图（在答题卡的坐标中作图）．

Answer 1

【答案】分析：（1）依据Fe、Fe₂O₃通入CO 会发生Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂的反应，所以生成的气体是二氧化碳，由于二氧化碳能与石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水，所以石灰水的增重即为二氧化碳的质量；
（2）依据二氧化碳的质量结合方程式即可求出氧化铁的质量，进而可求出混合物中铁的质量；
（3）依据该反应生成的铁的质量和原有铁的质量解决即可；
（4）依据该实验进行的过程和有关数据分析绘制即可；
解答：解：依据Fe、Fe₂O₃通入CO 会发生Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂的反应，所以生成的气体是二氧化碳，由于二氧化碳能与石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水，所以石灰水的增重就是二氧化碳的质量；即为66g；
（2）解：固体混合物中Fe₂O₃的质量为x，反应生成的铁的质量是y
Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂
160         2×56   3×44 
x             y       66g

解得 x=80g    y=56g
Fe单质的质量分数：×100%=20%
（3）第②数据即是生成的铁和原有铁的质量之和，为56g+（100g-80g）=76g；
（4）利用反应前固体的质量以及反应后固体的质量绘制该图象即可，其要求为图象应该有两个平台，第一个平台的终点及第二个平台的起点不固定，且开始固体的质量是100g，反应后固体的质量是76g，由于一氧化碳是可燃性气体所以加热前应该先通一会气体，此时固体质量不变，则可得以下图象；

故答案为：（1）66；（2）答：混合物中铁单质的质量分数是20%．（3）76；（4）；
点评：要想解答好这类题目，首先，要理解和熟记根据化学反应方程式的计算步骤和格式，以及与之相关的知识等．然后，根据所给的问题情景，结合所学的相关知识和技能，细致地分析题意并细心地探究、推理后，按照题目要求进行认真地解答即可．