题目内容

要使Fe2O3和Fe3O4含有相同质量的铁元素，则Fe2O3和Fe3O4质量比是（ ）
A．3：2
B．1：1
C．30：29
D．29：42
【答案】分析：根据化合物中某元素的质量=该化合物的质量×该元素的质量分数，结合题意进行分析解答．
解答：解：设Fe2O3和Fe3O4的质量分别为x、y，由题意：
x××100%=y××100%，（160、232分别为Fe2O3和Fe3O4的相对分子质量）
x：y=30：29．
或要使Fe2O3和Fe3O4含有相同质量的铁元素，则铁原子的个数应相等，3Fe2O3和2Fe3O4中铁原子个数相等，则Fe2O3和Fe3O4质量比（2×160）：（3×232）=30：29．
故选C．
点评：本题难度不大，考查同学们灵活运用化学式的有关计算进行分析问题、解决问题的能力．
练习册系列答案
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在天平两边的托盘上各放一个质量相等的烧杯，并分别加入等质量、等质量分数的足量的稀盐酸，天平平衡．若向左盘烧杯中加入100g碳酸钙，充分反应后，要想使天平重新平衡，应向右盘烧杯中加入的物质可能是
①56g Zn和Fe2O3的混合物  ②100g MgCO3和Al的混合物  ③84g Mg和Fe的混合物  ④100g BaCO3和Cu的混合物（　　）
A、①③B、②C、②④D、③④
（2011?丹阳市二模）某兴趣小组在复习铁的冶炼时，在参考资料上发现以下一段文字：已知在不同的温度下，CO与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物（或铁单质）和CO2．他们不禁产生了疑问：书本119页的实验中，CO与Fe2O3反应生成的黑色物质真的是Fe粉吗？于是他们进行了以下探究．
【查阅资料】
资料一：Fe粉和Fe3O4粉末能被磁铁吸引而FeO（黑色）不能；
资料二：Fe3O4中铁元素有+2、+3两种化合价，其化学式可用FeO?Fe2O3 的形式表示；
【提出猜想】黑色物质可能是Fe3O4、FeO和Fe粉中的一种或几种．
【进行实验】兴趣小组收集了CO与Fe2O3反应生成的黑色物质进行了下列实验：
实验方案 实验现象
甲 取少量黑色物质用磁铁吸引 黑色物质全部被磁铁吸引
乙 取少量黑色物质加入30%热的盐酸中 无气泡、溶液颜色变成黄绿色
丙 取少量黑色物质加入硫酸铜溶液中 无任何现象
【实验结论】
（1）甲实验现象说明黑色物质中没有
FeO
FeO
，乙、丙实验现象说明黑色物质中没有
Fe
Fe
；
（2）生成的黑色物质应为Fe3O4；
（3）写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式
Fe3O4+8HCl═FeCl2+2FeCl3+4H2O
Fe3O4+8HCl═FeCl2+2FeCl3+4H2O
；
【拓展探究】同学们对Fe3O4产生了兴趣，从参考资料中找到了氧化沉淀法生产复印用高档Fe3O4粉的工艺流程简图．
【生产流程】

【查阅资料】
资料一：硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如下表所示：
温度/℃ 0 10 30 50 60 70 80 90
溶解度/g 14.0 17.0 25.0 33.0 35.3 33.0 30.5 27.0
资料二：Fe（OH）2受氧气氧化反应原理为：4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3
资料三：获得Fe3O4的反应原理为：Fe（OH）2+2Fe（OH）3
  △  
.
 
Fe3O4+4H2O
【问题讨论】
（1）溶解时，用50℃至80℃的热水目的是
在50℃～80℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率
在50℃～80℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率
．
（2）写出加入适量NaOH溶液时发生反应的化学方程式
2NaOH+FeSO4═Fe（OH）2↓+Na2SO4
2NaOH+FeSO4═Fe（OH）2↓+Na2SO4
；
（3）上述过程中，要控制“通一定量空气”的目的是
控制Fe（OH）2转化为Fe（OH）3的量[或防止Fe（OH）2完全转化为Fe（OH）3]
控制Fe（OH）2转化为Fe（OH）3的量[或防止Fe（OH）2完全转化为Fe（OH）3]
．
（4）要使四氧化三铁的产率最高，则上述流程中产生的Fe（OH）2和Fe（OH）3的最佳质量比为
90：214（或45：107）
90：214（或45：107）
．
（5）副产品P是硫酸钠，由溶液N获得该副产品的操作顺序是b→
c
c
→
a
a
→d．
a．过滤   b．加热浓缩     c．冷却结晶    d．晶体加热至完全失去结晶水
【组成确定】为确定用以上方法制得的四氧化三铁中可能含有的杂质，同学们又进行了下列实验探究．
【查阅资料】
资料一：难溶性碱受热时能分解产生金属氧化物和水（反应中各种元素的化合价不变）；
资料二：Fe2O3和CO反应是随温度升高而逐步进行的，先生成Fe3O4，再生成FeO（黑色），最后生成Fe；
【提出猜想】Fe3O4中可能含有的杂质是Fe2O3和FeO中的一种或两种．
【实验设计】同学们称取了23.28g该Fe3O4样品进行了下列实验：
【实验分析】因探究思路不同，兴趣小组分成甲、乙两小组．
甲组：
（1）该组同学欲通过B装置反应前后的质量变化来计算确认该Fe3O4样品中的杂质．B中的最佳试剂是_
②
②
（填序号）．
①澄清石灰水     ②氢氧化钠浓溶液     ③稀盐酸     ④水
（2）上述实验过程中，CO气体除作为反应物外，还能起到的作用是：①实验开始时，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸；②停止加热后，防止A中生成物被氧化，B中的溶液倒吸入A中；③
将装置中的CO2送入NaOH溶液中
将装置中的CO2送入NaOH溶液中
．
（3）乙组同学认为B装置反应前后的质量差会偏小而影响计算、分析，你认为他们的理由是
CO从B中溶液里逸出时会带出部分水蒸气
CO从B中溶液里逸出时会带出部分水蒸气
．
乙组：
利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线（右图）．
（1）写出BC段发生反应的化学方程式：
Fe3O4+CO
 高温 
.
 
3FeO+CO2
Fe3O4+CO
 高温 
.
 
3FeO+CO2
．
（2）通过计算确定：该Fe3O4样品中含有的杂质是
Fe2O3
Fe2O3
，其中含Fe3O4的质量是
20.88
20.88
g．（不需要写过程）
已知木炭粉和Fe2O3 反应的化学方程式为：2Fe2O3+3C
 高温 
.
 
4Fe+3CO2↑或者为：Fe2O3+3C
 高温 
.
 
2Fe+3CO↑
某同学设计一个实验，假定恰好完全反应，测定此反应中的气体生成物，实验装置如图．
（1）实验中通入的气体是纯净干燥的N2，写出不用空气的主要理由
空气中的氧气、二氧化碳会与木炭反应产生一氧化碳和二氧化碳，将使测定的结果不准确
空气中的氧气、二氧化碳会与木炭反应产生一氧化碳和二氧化碳，将使测定的结果不准确
，实验也不能用潮湿的氮气，原因是
潮湿的氮气中含有水分，水会与木炭反应产生一氧化碳，也将使得测定的结果不准确
潮湿的氮气中含有水分，水会与木炭反应产生一氧化碳，也将使得测定的结果不准确
．
（2）如用氧化铁与木炭粉的混合物3.8g反应，充分反应后测得固体质量减轻1.56g，则生成的气体为
CO和CO2的混合气体
CO和CO2的混合气体
．
（3）烧杯内适量澄清石灰水的现象为
澄清石灰水变浑浊
澄清石灰水变浑浊
，若氧化铁的质量与本次实验相同，要使澄清石灰水的现象也与本次实验相同，则固体混合物总质量（m）的取值范围应该是
大于3.63g而小于4.2g
大于3.63g而小于4.2g
．
（4）合成氨工业生产中所用的α-Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe2O3．
①当催化剂中FeO与Fe2O3的质量之比为9：20时，其催化活性最高，此时铁的氧化物混合物中铁的质量分数为
72%
72%
．
②以Fe2O3为原料制备上述催化剂，可向其中加入适量碳，发生如下反应：2Fe2O3+C
 高温 
.
 
4FeO十CO2↑，为制得这种活性最高的催化剂，应向480g Fe2O3粉末中加入碳多少克？
6g
6g
．
某兴趣小组在复习铁的冶炼时，在参考资料上发现以下一段文字：已知在不同的温度下，CO与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物（或铁单质）和CO2．他们不禁产生了疑问：课本上册124页的实验中，CO与Fe2O3反应生成的黑色物质真的是Fe粉吗？于是他们进行了以下探究．
[查阅资料]
资料一：Fe粉和Fe3O4粉末能被磁铁吸引而FeO（黑色）不能；
资料二：Fe3O4中铁元素有+2、+3两种化合价，其化学式可用FeO?Fe2O3 的形式表示；
[提出猜想]黑色物质可能是Fe3O4、FeO和Fe粉中的一种或几种．
[进行实验]兴趣小组收集了CO与Fe2O3反应生成的黑色物质进行了下列实验：
实验方案 实验现象
甲 取少量黑色物质用磁铁吸引 黑色物质全部被磁铁吸引
乙 取少量黑色物质加入30%热的盐酸中 无气泡、溶液颜色变成黄绿色
丙 取少量黑色物质加入硫酸铜溶液中 无任何现象
[实验结论]
（1）甲实验现象说明黑色物质中没有
FeO
FeO
，乙、丙实验现象说明黑色物质中没有
Fe
Fe
；
（2）生成的黑色物质应为Fe3O4；
（3）写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
；
[拓展探究]同学们对Fe3O4产生了兴趣，从参考资料中找到了氧化沉淀法生产复印用高档Fe3O4粉的工艺流程简图．
[生产流程]

[查阅资料]
资料一：硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如表所示：
温度/℃ 0 10 30 50 60 70 80 90
溶解度/g 14.0 17.0 25.0 33.0 35.3 33.0 30.5 27.0
资料二：Fe（OH）2受氧气氧化反应原理为：4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3
资料三：获得Fe3O4的反应原理为：Fe（OH）2+2Fe（OH）3
  △  
.
 
Fe3O4+4H2O
[问题讨论]
（1）溶解时，用50℃至80℃的热水目的是
在50℃～80℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率
在50℃～80℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率
．
（2）写出加入适量NaOH溶液时发生反应的化学方程式
2NaOH+FeSO4═Fe（OH）2↓+Na2SO4
2NaOH+FeSO4═Fe（OH）2↓+Na2SO4
．
（3）上述过程中，要控制“通一定量空气”的目的是
控制Fe（OH）2转化为Fe（OH）3的量
控制Fe（OH）2转化为Fe（OH）3的量
．
（4）要使四氧化三铁的产率最高，则上述流程中产生的Fe（OH）2和Fe（OH）3的最佳质量比为
90：214
90：214
．
（5）副产品P是硫酸钠，由溶液N获得该副产品的操作顺序是b→
c
c
→
a
a
→d．
a．过滤   b．加热浓缩     c．冷却结晶    d．晶体加热至完全失去结晶水
[组成确定]为确定用以上方法制得的四氧化三铁中可能含有的杂质，同学们又进行了下列实验探究．
[查阅资料]
资料一：难溶性碱受热时能分解产生金属氧化物和水（反应中各种元素的化合价不变）；
资料二：Fe2O3和CO反应是随温度升高而逐步进行的，先生成Fe3O4，再生成FeO（黑色），最后生成Fe；
[提出猜想]Fe3O4中可能含有的杂质是Fe2O3和FeO中的一种或两种．
[实验设计]同学们称取了23.28g该Fe3O4样品进行了下列实验：

[实验分析]因探究思路不同，兴趣小组分成甲、乙两小组．
甲组：
（1）该组同学欲通过B装置反应前后的质量变化来计算确认该Fe3O4样品中的杂质．
B中的最佳试剂是
②
②
（填序号）
①澄清石灰水     ②氢氧化钠浓溶液    ③稀盐酸         ④水
（2）上述实验过程中，CO气体除作为反应物外，能起到的作用是：
①实验开始时，排尽装置中的空气，防止
防止爆炸
防止爆炸
；
②停止加热后，继续通CO气体，防止
防止生成物被氧化
防止生成物被氧化
，以及B中的溶液倒吸入A中；
在本实验中，CO气体还能起到的作用是③
让二氧化碳全部进入B瓶中
让二氧化碳全部进入B瓶中
．
（3）尾气如何处理？
点燃
点燃
．
乙组：
利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线（如图）

（1）写出BC段发生反应的化学方程式：
Fe3O4+CO
 高温 
.
 
3FeO+CO2
Fe3O4+CO
 高温 
.
 
3FeO+CO2
；
（2）通过分析计算确定：该Fe3O4样品中含有的杂质是
Fe2O3
Fe2O3
．（不需要写过程）
（1）小丽在购买的袋装薯片中发现有一个小袋，上面标有“成分：CaO、Fe；作用：防潮、防氧化；警告：禁止食用”等字样，撕开小袋，发现里面的固体粉末有少许是棕红色的，大多数是灰白色的．经过分析，她认为棕红色粉末是Fe2O3，灰白色粉末应该含有CaCO3和Fe，为验证自己的判断，小丽打算进行实验探究，请你一同参与．
实验目的：证实灰白色粉末中含有CaCO3和Fe．
查阅资料：①氢气具有还原性，能夺取某些金属氧化物中的氧，使金属还原，②白色的无水硫酸铜遇水变成蓝色．
实验设计：装置如图所示：

实验预测与分析：
①若要证实样品中含有CaCO3，B中观察到的实验现象是
澄清石灰水变浑浊
澄清石灰水变浑浊
，B中发生反应的化学方程式为
Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O
Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O
．
②若要证实样品中含有Fe，D中应观察到的实验现象是
黑色固体变成红色
黑色固体变成红色
，E中应观察到的实验现象是
白色固体变成蓝色
白色固体变成蓝色
．
③看了小丽的分析结论，有同学认为小袋内灰白色粉末中还应该有别的物质，请你写出其中一种物质的化学式
CaO或Ca（OH）2
CaO或Ca（OH）2
．
④小丽认为棕红色粉末Fe2O3也能与盐酸反应，请你写出反应的化学方程式
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
．
（2）黄铜是铜、锌合金，它可用来制造机器、电器零件及日用品．为测定某黄铜中铜的质量分数，现取20g该样品粉碎，加入到100g稀硫酸中，恰好完全反应，反应后测得烧杯中剩余物的总质量为119.6克．
①反应生成氢气的质量是
0.4g
0.4g
；
②黄铜样品中铜的质量分数是
35%
35%
；
③计算稀硫酸中溶质的质量分数．

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