题目内容
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)某FeO、Fe2O3混合物中,铁、氧的物质的量之比为4∶5,其中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为__________。
(2)当催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1∶2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__________(用小数表示,保留2位小数)。
(3)以Fe2O3为原料制备上述催化剂,可向其中加入适量炭粉,发生如下反应:2Fe2O3+C
见解析
【试题分析】
解析:(1)设混合物中FeO、Fe2O3的物质的量分别是a、b,则有(a+2b)/(a+3b)=4/5,解得a/b=2/1,n(Fe2+)∶n(Fe3+)=1∶1。
(2)设Fe2+为1mol,Fe3+为2mol,则Fe元素的质量为3mol×56g/mol=168g,混合物总质量为1mol×72g/mol+1mol×160g/mol=232g,Fe元素的质量分数为168g/232g≈0.72。
(3)480gFe2O3的物质的量为3mol,设xmol C与之反应生成FeO,根据反应的化学方程式可知消耗的Fe2O3为2xmol,生成的FeO为4xmol,剩余的Fe2O3为(3-2x)mol,则有4x/2(3-2x)=1/2,解得x=0.5,即m(C)=12g?mol-1×0.5mol=6g。
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