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3Fe2O3+CO2Fe3O4+CO2 Fe3O4+CO3FeO+CO2?試分析反應(yīng)形成的固體混合物可能的組成及相應(yīng)的m(Fe)∶m(O)［令m(Fe)∶m(O)=21∶a.寫出a的取值范圍］.將結(jié)果填入下表.?混合物組成a的取值范圍【查看更多】

某課外活動小組對一氧化碳還原氧化鐵的實驗中最后的產(chǎn)物產(chǎn)生濃厚的興趣，試通過實驗來探究其成分。

Ⅰ．實驗裝置：

用一氧化碳還原氧化鐵的實驗裝置

該裝置B中發(fā)生的離子方程式是

裝置B的作用是

Ⅱ．實驗現(xiàn)象：玻璃管A中的粉末由紅色逐漸變?yōu)楹谏珪r，停止加熱，繼續(xù)通一氧化碳，冷卻到室溫，停止通氣，同時觀察到澄清的石灰水變渾濁。

Ⅲ．實驗結(jié)論：

甲認為：依據(jù)上述實驗現(xiàn)象可以判斷出生成的黑色固體為金屬鐵。

乙認為：僅從上述實驗現(xiàn)象，不足以證明生成的黑色固體為金屬鐵，她增加了一個實驗：用磁鐵靠近生成的黑色固體，看到有黑色固體被磁鐵吸引。于是得出生成的黑色固體為金屬鐵的結(jié)論。

請你通過該反應(yīng)的相關(guān)資料對他們結(jié)論作出判斷并通過實驗檢驗其合理性：

（1）在一定條件下：一氧化碳與氧化鐵在加熱條件下，可發(fā)生如下反應(yīng)

3Fe₂O₃+CO2Fe₃O₄+CO₂

Fe₃O₄+4CO4Fe+4CO₂

（2）四氧化三鐵（Fe₃O₄）為黑色固體，有強磁性，能夠被磁鐵吸引。

甲、乙同學的結(jié)論：你對此評價的理由是：

Ⅳ．實驗探究

對反應(yīng)后固體成分提出假設(shè)：

假設(shè)1：反應(yīng)后固體中只有Fe；

假設(shè)2：反應(yīng)后固體中只有Fe₃O₄；

假設(shè)3：反應(yīng)后固體中__ _____________________

為確定實驗中最后的產(chǎn)物的成分，丙同學設(shè)計如下實驗，請您利用限選試劑和儀器幫助他完成該探究過程，并將答案寫在答題卡相應(yīng)位置。

限選試劑和儀器： 1mol/LCuSO₄、0.01mol/L KSCN溶液、1mol/L鹽酸、0.01mol/L氯水、試管、玻璃棒、膠頭滴管。

實驗操作

預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論

步驟一：取硬質(zhì)玻璃管中固體產(chǎn)物少量分別于A、B試管中，加入足量1mol/LCuSO₄溶液、攪拌溶解。

（1）若A試管中黑色固體不溶解，并且沒有觀察到其他現(xiàn)象，則黑色固體為

（2）若B試管中有紅色固體析出，則說明黑色固體中含有Fe。

步驟二：對試管B中溶液過濾，將所得固體洗滌干凈后，加足量1mol/L鹽酸后，再依次分別加入適量0.01mol/L氯水、少量0.01mol/L KSCN溶液

（1）若溶液不變紅色，則

（2）若溶液變紅色，則

Ⅴ．延伸探究：丁同學試圖通過反應(yīng)前后固體質(zhì)量的變化來確定黑色固體的成分，你認為可行嗎？（假設(shè)氧化鐵在反應(yīng)中完全反應(yīng)）（填“行”或“不行”）理由是。

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已知Fe₂O₃在高溫爐中發(fā)生下列反應(yīng)：Fe₂O₃+CO2FeO+CO₂。

反應(yīng)形成的固體混合物（Fe₂O₃、FeO）中，元素鐵和氧的質(zhì)量比用m(Fe)∶m(O)表示。

（1）上述固體混合物中，m(Fe)∶m(O)不可能是________（填序號，多選扣分）。

a.21∶9 b.21∶7.5 c.21∶6

（2）若m(Fe)∶m(O)=21∶8,計算Fe₂O₃被CO還原的質(zhì)量分數(shù)。

（3）設(shè)Fe₂O₃被CO還原的質(zhì)量分數(shù)為A%，則A%和混合物中m（Fe）∶m(O)的關(guān)系式為〔用含m（Fe）、m（O）的代數(shù)式表示〕。

A%=________________。

（4）如果Fe₂O₃和CO的反應(yīng)分兩步進行：

3Fe₂O₃+CO====2Fe₃O₄+CO₂

Fe₃O₄+CO====3FeO+CO₂

試分析反應(yīng)形成的固體混合物可能的組成及相應(yīng)的m（Fe）∶m(O)〔令m（Fe）∶m(O)=21∶a，寫出a的取值范圍〕。將結(jié)果填入下表。

混合物組成（用化學式表示）	a的取值范圍

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為了合理利用化學能，確保安全生產(chǎn)，化工設(shè)計需要充分考慮化學反應(yīng)的焓變，并采取相應(yīng)措施．化學反應(yīng)的焓變通常用實驗進行測定，也可進行理論推算．
（1）實驗測得，5g液態(tài)甲醇（CH₃OH）在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳氣體和液態(tài)水時釋放出113.5kJ的熱量，試寫出甲醇燃燒的熱化學方程式

2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8KJ/mol

；
（2）依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學反應(yīng)的焓變進行推算．已知熱化學方程式：
①Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）；△H=-25kJ/mol
②3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）；△H=-47kJ/mol
③Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）；△H=+19kJ/mol
寫出FeO（s）被CO還原成Fe和CO₂的熱化學方程式

CO（g）+FeO（s）=Fe（g）+CO₂（g）△H=-11KJ/mol

；
（3）甲醇是一種清潔高效的能源，若將甲醇、氧氣和氫氧化鉀溶液設(shè)計成燃料電池，該電池正極反應(yīng)式為：

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

．

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重鉻酸鉀是工業(yè)生產(chǎn)和實驗室的重要氧化劑．工業(yè)上常用鉻鐵礦（主要成份為FeO?Cr₂O₃）為原料生產(chǎn)K₂Cr₂O₇，其主要工藝如下（涉及的主要反應(yīng)是：6FeO?Cr₂O₃+24NaOH+7KClO₃

△

.

12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O）：

試回答下列問題：
（1）在反應(yīng)器①中，有Na₂CrO₄生成，同時Fe₂O₃轉(zhuǎn)變?yōu)镹aFeO₂，雜質(zhì)SiO₂、Al₂O₃與純堿反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄喳}，寫出氧化鋁與碳酸鈉反應(yīng)的化學方程式：

Al₂O₃+Na₂CO₃

△

.

2NaAlO₂+CO₂↑

Al₂O₃+Na₂CO₃

△

.

2NaAlO₂+CO₂↑

．
（2）NaFeO₂能強烈水解，在操作②生成沉淀而除去，寫出該反應(yīng)的化學方程式：

NaFeO₂+2H₂O═Fe（OH）₃↓+NaOH

．
（3）操作③的目的是什么，用簡要的文字說明：

降低pH值有利于的SiO₃^2-，AlO₂^-水解平衡向正反應(yīng)方向移動，當pH調(diào)到7～8時，使它們水解并沉淀完全

．
（4）操作④中酸化時，CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，寫出平衡轉(zhuǎn)化的離子方程式：

2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O

．
（5）操作⑤中利用下面的復(fù)分解反應(yīng)，可得重鉻酸鉀：Na₂Cr₂O₇+2KCl→K₂Cr₂O₇+2NaCl．試從你所學過的知識分析該反應(yīng)可以發(fā)生的原因：

常溫下重鉻酸鉀的溶解度較小

、

溫度對氯化鈉的溶解度影響很小，但對重鉻酸鉀的溶解度影響較大，所以將溶液濃縮后，冷卻，即有大量重鉻酸鉀結(jié)晶析出，氯化鈉仍留在溶液中

．

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重鉻酸鉀（K₂Cr₂O₇）是工業(yè)生產(chǎn)和實驗室的重要氧化劑，工業(yè)上常用鉻鐵礦（主要成分為FeO?Cr₂O₃）為原料生產(chǎn)重鉻酸鉀．實驗室模擬工業(yè)法用鉻鐵礦制K₂Cr₂O₇的主要工藝如圖所示．反應(yīng)器中涉及的主要反應(yīng)是：
6FeO?Cr₂O₃+24NaOH+7KClO₃

△

.

12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O

試回答下列問題：
（1）在反應(yīng)器①中，有Na₂CrO₄生成，同時Fe₂O₃轉(zhuǎn)變?yōu)镹aFeO₂，雜質(zhì)SiO₂、Al₂O₃與純堿反應(yīng)的原理相同均轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄喳}．寫出氧化鋁與碳酸鈉反應(yīng)的化學方程式：

．
（2）操作⑤中加酸酸化后CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，寫出轉(zhuǎn)化的離子方程式：

．
（3）步驟③中測定pH值的操作為：

．
（4）某同學設(shè)計的檢驗上述工藝流程④的濾渣中Fe、Al、Si元素成分的探究實驗如下，請幫助完成該實驗，并填寫表中空格：

操作步驟	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
①取濾渣樣少量于試管中，加足量稀HCl，攪拌，靜置．	試管中仍有固體物質(zhì)	固體為
②操作①后，過濾；在濾液中加入過量的．	有紅褐色沉淀產(chǎn)生	沉淀為Fe（OH）₃
③將操作②后的紅褐色沉淀濾去，在濾液中通入足量CO₂．		生成物為Al（OH）₃

（5）稱取重鉻酸鉀（其式量為294）試樣2.5000g配成250mL溶液，用移液管取出25.00mL于碘量瓶中，加入10mL 2mol/L H₂SO₄和足量碘化鉀（鉻的還原產(chǎn)物為Cr³⁺），放置于暗處5min，然后加入100mL水，加入3mL淀粉指示劑，用0.1200mol/L Na₂S₂O₃標準溶液滴定（I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-）．
①配制溶液時所需的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒外，還需

和

．
②若實驗中共用去Na₂S₂O₃標準溶液40.00mL，則所得產(chǎn)品中重鉻酸鉀的純度為（設(shè)整個過程中其他雜質(zhì)不參與反應(yīng)）

．（保留2位小數(shù)）

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一、1.解析：FeFe²^＋Fe³⁺Fe(OH)₃Fe₂O₃。