Question

17．鐵的氧化物有三種，分別是FeO、Fe₂O₃和Fe₃O₄．某固體粉末可能含有一種或兩種鐵的氧化物．取23.2克固體粉末，向其中通入足量一氧化碳并加熱（假設(shè)固體完全反應(yīng)），將反應(yīng)生成的氣體通入足量的澄清石灰水中，生成40.0克沉淀．試計(jì)算：
（1）反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量為多少克？（要求寫出計(jì)算過程）
（2）固體粉末中含有的鐵的氧化物可能為Fe₃O₄或FeO和Fe₂O₃．

Answer 1

分析 高溫條件下，一氧化碳和氧化亞鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，和氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，和四氧化三鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳；
二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式及其提供的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行相關(guān)方面的計(jì)算和判斷．

解答 解：（1）設(shè)反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量為x，
 Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O，
                    44     100
                    x      40.0g
$\frac{44}{x}$=$\frac{100}{40.0g}$，
x=17.6g，
答：反應(yīng)生成了17.6g的二氧化碳．
（2）二氧化碳中氧元素質(zhì)量為：17.6g×$\frac{32}{44}$×100%=12.8g，
氧化亞鐵、氧化鐵和四氧化三鐵和一氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
 FeO+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe+CO₂，F(xiàn)e₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，F(xiàn)e₃O₄+4CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Fe+4CO₂，
由反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，生成的二氧化碳中一半的氧元素來自于鐵的氧化物，即固體粉末中氧元素質(zhì)量為：12.8g÷2=6.4g，
固體粉末中氧元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{6.4g}{23.2g}$×100%=27.6%，
氧化亞鐵、氧化鐵、四氧化三鐵中氧元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為：$\frac{16}{72}$×100%=22.2%，$\frac{48}{160}$×100%=30%，$\frac{64}{232}$×100%=27.6%，
由以上計(jì)算可知，固體粉末中含有的鐵的氧化物可能是四氧化三鐵，或氧化亞鐵和氧化鐵的混合物．
故填：Fe₃O₄；FeO和Fe₂O₃．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查學(xué)生運(yùn)用假設(shè)法和化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算和推斷的能力，計(jì)算時(shí)要注意規(guī)范性和準(zhǔn)確性．