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3Fe2O3+CO2Fe3O4+CO2 Fe3O4+CO3FeO+CO2?試分析反應形成的固體混合物可能的組成及相應的m(Fe)∶m(O)［令m(Fe)∶m(O)=21∶a.寫出a的取值范圍］.將結果填入下表.?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物產生濃厚的興趣，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中發生的離子方程式是

裝置B的作用是

Ⅱ．實驗現象：玻璃管A中的粉末由紅色逐漸變為黑色時，停止加熱，繼續通一氧化碳，冷卻到室溫，停止通氣，同時觀察到澄清的石灰水變渾濁。

Ⅲ．實驗結論：

甲認為：依據上述實驗現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論。

請你通過該反應的相關資料對他們結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，可發生如下反應

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、乙同學的結論：你對此評價的理由是：

Ⅳ．實驗探究

對反應后固體成分提出假設：

假設1：反應后固體中只有Fe；

假設2：反應后固體中只有Fe₃O₄；

假設3：反應后固體中__ _____________________

為確定實驗中最后的產物的成分，丙同學設計如下實驗，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

預期現象和結論

步驟一：取硬質玻璃管中固體產物少量分別于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前后固體質量的變化來確定黑色固體的成分，你認為可行嗎？（假設氧化鐵在反應中完全反應）（填“行”或“不行”）理由是。

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已知Fe₂O₃在高溫爐中發生下列反應：Fe₂O₃+CO2FeO+CO₂。

反應形成的固體混合物（Fe₂O₃、FeO）中，元素鐵和氧的質量比用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還原的質量分數。

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

A%=________________。

（4）如果Fe₂O₃和CO的反應分兩步進行：

3Fe₂O₃+CO====2Fe₃O₄+CO₂

Fe₃O₄+CO====3FeO+CO₂

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

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，化工設計需要充分考慮化學反應的焓變，并采取相應措施．化學反應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液態甲醇（CH₃OH）在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳氣體和液態水時釋放出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）依據蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學反應的焓變進行推算．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計成燃料電池，該電池正極反應式為：

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

．

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

△

.

12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O）：

試回答下列問題：
（1）在反應器①中，有Na₂CrO₄生成，同時Fe₂O₃轉變為NaFeO₂，雜質SiO₂、Al₂O₃與純堿反應轉變為可溶性鹽，寫出氧化鋁與碳酸鈉反應的化學方程式：

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^-水解平衡向正反應方向移動，當pH調到7～8時，使它們水解并沉淀完全

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

2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O

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

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晶析出，氯化鈉仍留在溶液中

．

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

△

.

12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O

試回答下列問題：
（1）在反應器①中，有Na₂CrO₄生成，同時Fe₂O₃轉變為NaFeO₂，雜質SiO₂、Al₂O₃與純堿反應的原理相同均轉變為可溶性鹽．寫出氧化鋁與碳酸鈉反應的化學方程式：

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

．
（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	實驗現象	結論
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	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，則所得產品中重鉻酸鉀的純度為（設整個過程中其他雜質不參與反應）

．（保留2位小數）

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一、1.解析：FeFe²^＋Fe³⁺Fe(OH)₃Fe₂O₃。