Question

4．碳、铝均能还原铁的氧化物．为确定混合物（FeO、Fe₂O₃）的组成，进行如下实验：
①取一定量混合物与足量碳粉加热，只收集到CO气体m mol；
②取与①相同量的混合物与足量铝进行铝热反应，得到单质铁n mol；
则混合物中FeO的物质的量分数是$\frac{3n-2m}{2n-m}$；②中铝的物质的量至少$\frac{2}{3}$nmol．

Answer 1

分析 设出混合物中氧化亚铁、氧化铁的物质的量，然后分别根据氧元素守恒、铁元素守恒列式计算；根据计算结果可计算出混合物中FeO的物质的量分数；根据电子守恒可计算出Al的物质的量．

解答 解：设混合物中FeO、Fe₂O₃的物质的量分别为x、y，
根据O元素守恒可知：①x+3y=m，
根据铁元素质量守恒定律可知：②x+2y=n，
联立①②解得：x=（3n-2m）mol、y=（m-n）mol，
则混合物中FeO的物质的量分数为：$\frac{（3n-2m）mol}{（3n-2m）mol+（m-n）mol}$=$\frac{3n-2m}{2n-m}$；
根据电子守恒可知，mmol×（2-0）=n（Al）×3，解得：n（Al）=$\frac{2}{3}$n mol，
故答案为：$\frac{3n-2m}{2n-m}$；$\frac{2}{3}$n．

点评 本题考查了化学方程式的计算，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．