Question

17．铁的氧化物有三种，分别是FeO、Fe₂O₃和Fe₃O₄．某固体粉末可能含有一种或两种铁的氧化物．取23.2克固体粉末，向其中通入足量一氧化碳并加热（假设固体完全反应），将反应生成的气体通入足量的澄清石灰水中，生成40.0克沉淀．试计算：
（1）反应生成二氧化碳的质量为多少克？（要求写出计算过程）
（2）固体粉末中含有的铁的氧化物可能为Fe₃O₄或FeO和Fe₂O₃．

Answer 1

分析 高温条件下，一氧化碳和氧化亚铁反应生成铁和二氧化碳，和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，和四氧化三铁反应生成铁和二氧化碳；
二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，根据反应的化学方程式及其提供的数据可以进行相关方面的计算和判断．

解答 解：（1）设反应生成二氧化碳的质量为x，
 Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O，
                    44     100
                    x      40.0g
$\frac{44}{x}$=$\frac{100}{40.0g}$，
x=17.6g，
答：反应生成了17.6g的二氧化碳．
（2）二氧化碳中氧元素质量为：17.6g×$\frac{32}{44}$×100%=12.8g，
氧化亚铁、氧化铁和四氧化三铁和一氧化碳反应的化学方程式为：
 FeO+CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+CO₂，Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，Fe₃O₄+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO₂，
由反应的化学方程式可知，生成的二氧化碳中一半的氧元素来自于铁的氧化物，即固体粉末中氧元素质量为：12.8g÷2=6.4g，
固体粉末中氧元素质量分数为：$\frac{6.4g}{23.2g}$×100%=27.6%，
氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁中氧元素质量分数分别为：$\frac{16}{72}$×100%=22.2%，$\frac{48}{160}$×100%=30%，$\frac{64}{232}$×100%=27.6%，
由以上计算可知，固体粉末中含有的铁的氧化物可能是四氧化三铁，或氧化亚铁和氧化铁的混合物．
故填：Fe₃O₄；FeO和Fe₂O₃．

点评 本题主要考查学生运用假设法和化学方程式进行计算和推断的能力，计算时要注意规范性和准确性．