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
4FeO+CO2↑。为制得这种活性最高的催化剂，应向480gFe2O3粉末中加入炭粉的质量为________。
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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