将干燥的铁粉和氧化铁粉末的混合物30g放入玻璃管中.通入一氧化碳并加热.待氧化铁完全反应后.残留的固体质量是27g.求此混合物中氧化铁的质量是多少? 题目和参考答案——青夏教育精英家教网——

题目内容

将干燥的铁粉和氧化铁粉末的混合物30g放入玻璃管中，通入一氧化碳并加热，待氧化铁完全反应后，残留的固体质量是27g，求此混合物中氧化铁的质量是多少？

答案：
解析：

　　解：设混合物中有Fe₂O₃为x g，则含铁为(30－x)g；27g残余固体中含有没有反应的原有铁和反应生成的铁，反应生成的铁为：[27g－(30g－x)]g．则：

　　Fe₂O₃＋3CO2Fe＋3CO₂

　　160　　　　　　　112

　　x　　　　　　　　27g－(30g－x)

　　160∶112＝x∶[27g－(30g－x)]

　　∴x＝10g

　　答：混合物中含氧化铁为10g．

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（2011?扬州）粗还原铁粉是一种重要的化工原料，某兴趣小组对其进行下列研究：
[物质制备]利用绿矾制备精还原铁粉的工艺流程如下：

粗还原铁粉中还含有少量铁的氧化物和Fe₃C，可用氢气在高温下进一步还原，其反应方程式为：Fe_xO_Y+yH₂

xFe+yH₂O Fe₃C+2H₂

3Fe+CH₄
（1）写出焙烧中氧化铁与CO反应的化学方程式

．
（2）焙烧中加焦炭的作用除了可以生成CO外，还能

．
[含量测定]为得到精还原铁粉并测定粗还原铁粉中氧和碳元素的质量分数，按如下装置进行试验，已知 3CH₄+4Fe₂O₃

3CO₂+6H₂O+8Fe
（假设每步反应都完全且不考虑装置内原来有空气对测定结果的影响）．

（3）主要实验步骤如下：
①按顺序组装仪器，检查装置的气密性，称量样品和必要装置的质量；②点燃A处酒精灯；③缓缓通入纯净干燥的H₂；④点燃C处酒精灯；⑤分别熄灯A、C处酒精灯；⑥再缓缓通入少量H₂；⑦再次称量必要装置的质量．
操作的先后顺序是①③

⑤⑥⑦（填序号）；
（4）步骤③的目的是

除去装置内的氧气，防止发生爆炸

除去装置内的氧气，防止发生爆炸

，验证该步骤目的达到的实验方法是

收集尾气靠近燃着的酒精灯，听声音

收集尾气靠近燃着的酒精灯，听声音

；步骤⑥的目的是

防止生成的还原铁粉再次被氧化，起保护作用

防止生成的还原铁粉再次被氧化，起保护作用

（5）若装置D、E分别增重mg和ng，则m与n的关系为

A.11m=9n B.11m＜9n C.11m＞9n
若缺少装置D，则所测氧元素的质量分数将

（填“偏大”、“偏小”或“等于”．下同）．碳元素的质量分数将

．
（6）粗还原铁粉样品的质量为10.000g，装置B，E分别增重0.180g和0.220g．计算样品中氧和碳元素的质量分数（要求计算过程）．

这个寒假小王使用了“暖宝宝”取暖贴，并和同学们对暖宝宝的成分及原理进行了探究．

【提出问题】“暖宝宝”为什么能发热？
【做出猜想】“暖宝宝”发出的热量主要来自铁粉氧化（即生锈）的过程．
【设计实验】

	实验操作	实验现象	解释或结论
步骤1	取A、B两袋“暖宝宝”，A袋按使用说明打开外袋取出内袋；B袋不打开外袋．将两袋样品放置在同样的环境中．	A袋的“暖宝宝”温度很快上升；B袋温度没有明显变化．	“暖宝宝”发热是由于袋内物质与氧气氧气接触．
步骤2	24小时后，分别剪开A、B两袋，各取少量袋内物质于甲、乙两支试管中，分别加入足量稀盐酸，充分反应后静置片刻	甲中溶液变黄色；乙中观察到的现象是部分溶解，产生无色气泡，（溶液为浅绿色）部分溶解，产生无色气泡，（溶液为浅绿色）．	24小时后，A袋内物质中一定含有氧化铁氧化铁．
【得出结论】“暖宝宝”发出的热量主要来自铁粉发生氧化（生锈）的过程．

【定量探究】“暖宝宝”中铁粉与活性炭质量之比是多少呢？操作过程如图1：

（1）将A中的固体溶于水，过滤，将滤渣洗涤、干燥．该步骤的目的是

除去氯化钠和水

除去氯化钠和水

；
（2）计算10.0g滤渣中活性炭的质量（列出计算过程）．
结论：该“暖宝宝”中的Fe粉和活性炭质量之比为

．
【后续探究】“暖宝宝”中的氯化钠起什么作用呢？为此同学们做了如下实验：
按图2所示装配成A、B、C、D四套装置，每隔一段时间测量导管中水面上升的高度，结果如下表（表中所列数据为导管中水面上升的高度/cm）所示．

时间/小时升时上时高升时度高升时装置高升时	0	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
A瓶（盛干燥铁丝）	0	0	0	0	0	0	0
B瓶（盛沾了食盐水的铁丝）	0	0.4	1.2	3.4	5.6	7.6	9.8
C瓶（盛沾了清水的铁丝）	0	0	0	0.3	0.8	2.0	3.5
D瓶（盛完全浸没在食盐水中的铁丝）	0	0	0	0	0	0	0

（1）上述实验中，铁生锈的速率由大到小的排列顺序为（填字母）：

（2）你认为“暖宝宝”中的氯化钠起的作用是：

促进了铁生锈

促进了铁生锈

同学们为了研究氧化铁能否在氯酸钾制取氧气的实验中起催化作用，进行了以下实验：
【资料】
①氯酸钾分解反应的化学方程式为 2KClO₃

2KCl+3O₂↑．
②氯酸钾和氯化钾均能溶于水．
【实验一】氧化铁能否在氯酸钾制取氧气实验中加快反应速率．

实验编号	KClO₃/g	氧化物	产生气体的体积（mL）	耗时（s）
1	0.6	/	67	1800
2	0.6	0.2g二氧化锰	67	36.5
3	0.6	g 氧化铁	67	89.5

（1）实验3中氧化铁的质量为

．
（2）以上实验采用了

的实验方法．
（3）实验一得到的结论是

．
【实验二】为证明氧化铁是该反应的催化剂，同学们又完成了以下的实验：
Ⅰ．在实验3反应后的混合物中加足量的水溶解，过滤得到红色固体，洗涤干燥并用电子天平称量，质量为0.2g．
Ⅱ．将一定量的CO通入滤出的固体，按如图进行实验：

甲同学的实验报告如下：

装置	实验现象	实验分析
A	红色固体全部变黑	生成了铁
B	石灰水变浑浊	产生二氧化碳

（4）写出A中玻璃管内发生反应的化学方程式

．
【实验结论】氧化铁能在氯酸钾制取氧气反应中起催化剂．
【实验反思】乙同学查阅资料发现一氧化碳还原氧化铁后剩余固体可能由氧化亚铁、四氧化三铁、铁粉和未反应的氧化铁中的一种或几种组成．
为了研究剩余固体的成分，丙同学查阅了以下资料：

	铁粉	氧化亚铁	氧化铁	四氧化三铁
颜色	黑色	黑色	红色	黑色
磁性	有	无	无	有
与CO反应	不反应	反应	反应	反应
与稀盐酸反应	反应	生成氯化亚铁和水	生成氯化铁和水	生成氯化亚铁、氯化铁和水
与硫酸铜溶液反应	反应	不反应	不反应	不反应

（5）丙同学认为剩余固体中一定没有氧化铁，原因是

．
（6）测定剩余固体的组成．

步骤	实验操作	实验现象	结论和解释
1	用磁铁吸引剩余固体		剩余固体中没有氧化亚铁．
2			剩余固体中只有铁粉．

MnO₂

同学们为了研究氧化铁能否在氯酸钾制取氧气的实验中起催化作用，进行了以下实验：

△

【资料】①氯酸钾分解反应的化学方程式为 2KClO₃2KCl+3O₂↑。

②氯酸钾和氯化钾均能溶于水。

【实验一】氧化铁能否在氯酸钾制取氧气实验中加快反应速率。

实验编号	KClO₃／g	氧化物	产生气体的体积（mL）	耗时（s）
1	0.6		67	1800
2	0.6	0.2g二氧化锰	67	36.5
3	0.6	g 氧化铁	67	89.5

⑴实验3中氧化铁的质量为。

⑵以上实验采用了的实验方法。

⑶实验一得到的结论是。

【实验二】为证明氧化铁是该反应的催化剂，同学们又完成了以下的实验：

Ⅰ.在实验3反应后的混合物中加足量的水溶解，过滤得到红色固体，洗涤干燥并用电子天平称量，质量为0.2g。

Ⅱ.将一定量的CO通入滤出的固体，按下图进行实验：

甲同学的实验报告如下：

装置	实验现象	实验分析
A	红色固体全部变黑	生成了铁
B	石灰水变浑浊	产生二氧化碳

⑷写出A中玻璃管内发生反应的化学方程式。

【实验结论】氧化铁能在氯酸钾制取氧气反应中起催化剂。

【实验反思】乙同学查阅资料发现一氧化碳还原氧化铁后剩余固体可能由氧化亚铁、四氧化三铁、铁粉和未反应的氧化铁中的一种或几种组成。

为了研究剩余固体的成分，丙同学查阅了以下资料：

	铁粉	氧化亚铁	氧化铁	四氧化三铁
颜色	黑色	黑色	红色	黑色
磁性	有	无	无	有
与CO反应	不反应	反应	反应	反应
与稀盐酸反应	反应	生成氯化亚铁和水	生成氯化铁和水	生成氯化亚铁、氯化铁和水
与硫酸铜溶液反应	反应	不反应	不反应	不反应

⑸丙同学认为剩余固体中一定没有氧化铁，原因是____________。

⑹测定剩余固体的组成。

步骤	实验操作	实验现象	结论和解释
1	用磁铁吸引剩余固体	_____________	剩余固体中没有氧化亚铁。
2	__________________	______________	剩余固体中只有铁粉。