Question

现有Fe和Fe₂O₃的固体混合物，为了分析混合物中Fe和Fe₂O₃的含量，设计了如下实验方案：

【实验数据】实验共记录了两组实验数据，第①组，气体完全吸收后，石灰水溶液质量增加66g；第②组，完全反应，冷却后称量剩余固体的质量为Wg。
Fe₂O₃和CO反应方程式是：Fe₂O₃ + 3CO2Fe + 3CO₂
根据实验设计及有关数据进行分析与计算
（1）生成气体的质量是     g。
（2）混合物中Fe单质的质量分数为多少？（写出计算过程）
（3）第②组数据W是       g（写出计算结果）。
（4）若在100g Fe和Fe₂O₃的固体混合物中持续不断的通入CO，请你画出固体质量与通入CO质量的关系图（在答题卡的坐标中作图）。

Answer 1

（1）66；（2）20%；（3）76；（4）

试题分析：（1）第①组反应生成的气体为二氧化碳，气体完全吸收后，石灰水溶液质量增加66g，所以生成气体的质量是66g；
（2）解：固体混合物中Fe₂O₃的质量为X。
Fe₂O₃ + 3CO  2Fe + 3CO₂
160                  3×44            
X                    66g
160:X = 3×44:66g                                  
解得 x= 80g               
Fe单质的质量分数：（100g–80g）/100g×100% = 20% 
答：混合物中铁单质的质量分数是20%。
（3）第二组数据W很明显是单质铁的，这个单质铁有两部分来源，一部分是原有的，一部分是被还原生成的，根据第二问可以计算出被还原的三氧化二铁的质量为80g，100g-80g=20g是原有的铁的质量，被还原生成的铁的质量也可通过化学方程式求出来为56g,所以W=20g+56g=76g。
（4）如图下图：

有两个平台，第一个平台的终点及第二个平台的起点不固定，但两个平台之间的水平差值大于42。
点评：此题较为灵活，考察了多方面的能力，尤其最后的作图题，要将所有的反应过程分析明白，明白量与量之间的关系。