Question

（2013?泰州）新型材料納米級 Fe 粉具有廣泛的用途，它比普通 Fe 粉更易與氧氣反應，其制備工藝流程如圖所示：請回答下列問題：
（1）納米級 Fe 粉在氧氣中能自發燃燒生成黑色固體，此黑色固體的化學式為

Fe₃O₄

．
（2）請補充完成上述制備工藝的化學方程式：H₂+FeCl₂

高溫  .

Fe+

2HCl

．
   在制備納米級 Fe 粉的工藝流程中，N₂的作用是

保護氣

．
（3）研究人員發現最后制得的納米級 Fe 粉樣品中混有少量的 FeCl₂ 雜質．
   ①為除去樣品中的雜質，在無氧環境下，先加

水

溶解，然后再

過濾

、洗滌、烘干．
   ②取樣品20g，加入足量的鹽酸，生成氫氣 0.7g．請計算該樣品中單質 Fe 的質量分數．
   （請寫出計算過程）

98%

．

Answer 1

分析：（1）根據鐵與氧氣反應生成四氧化三鐵考慮；（2）根據反應前后各種原子種類和數目不變和氮氣化學性質穩定考慮；（3）①根據鐵不溶于水，氯化亞鐵溶于水進行混合物的分離；②根據氫氣的質量計算出鐵的質量，再除以20g計算出鐵的質量分數．

解答：解：（1）鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，所以黑色固體是四氧化三鐵；
（2）反應物的分子中含有2個氫原子、一個鐵原子、2個氯原子，生成物中已經含有一個鐵原子，還缺少2個氫原子和2個氯原子，所以補充的內容是2HCl；氮氣化學性質穩定，在反應中起保護氣的作用；
（3）①鐵不溶于水，氯化亞鐵溶于水，所以加水溶解，再進行過濾、洗滌干燥即可；
②設生成0.7g氫氣需要參加反應的鐵的質量為X，則：
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
56            2
X            0.7g
根據：

56

2

=

X

0.7g

解得X=19.6g．

19.6g

20g

×100%=98%
故答案為：（1）Fe₃O₄；（2）2HCl；保護氣；（3）①水；過濾；②設生成0.7g氫氣需要參加反應的鐵的質量為X，則：
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
56            2
X            0.7g
根據：

56

2

=

X

0.7g

解得X=19.6g．

19.6g

20g

×100%=98%

點評：解答本題關鍵是知道鐵燃燒的產物是四氧化三鐵，能夠靈活運用質量守恒定律解決實際問題，知道不溶性固體和液體分離的方法，熟悉根據方程式的簡單計算方法．