Question

Fe₂O₃在一定条件下可转化为Fe0：Fe₂O₃+C0

高温  .

2Fe0+C0₂，反应前Fe₂O₃的质量为160克，反应过程中，Fe₂O₃的转化率（参加反应的Fe₂O₃与反应前的Fe₂O₃的质量比）用a表示，固体中铁元素与氧元素的质量比用m_Fe/m _Fe0表示．
（1）填写下表中的空格：

mFe/m 0	7/3	14/5	7/2
固体成份	Fe2O3	Fe2O3、Fe0
转化率（α）	0		100%

（2）如果Fe₂O₃转让为Fe0的反应分两步进行：3Fe₂O₃+C0

高温  .

2Fe₃O₄+CO₂   Fe₃0₄+3C0

高温  .

2FeO+CO₂
反应后的固体中m_Fe/m_O═21/8时固体的成分可能有三种情况：
（1）Fe₃O₄；（2）

 

（填化学式、下同）；（3）

 

．

Answer 1

分析：（1）根据Fe₂O₃的转化率是参加反应的Fe₂O₃与反应前的Fe₂O₃的质量比及固体中铁元素与氧元素的质量比，利用反应前Fe₂O₃的质量为160克代入化学反应方程式来解答；
（2）根据反应后的固体中m_Fe/m_O═21/8时，利用极限法来假设只生成氧化铁或氧化亚铁，先计算铁与氧元素的质量比再推测固体的成分．

解答：解：（1）根据Fe₂O₃+C0

高温  .

2Fe0+C0₂，Fe₂O₃的转化率是参加反应的Fe₂O₃与反应前的Fe₂O₃的质量比，
由表格中的转化率为100%可知，氧化铁全部反应，
则固体成分为FeO，氧化亚铁中Fe、O元素的质量比为56：16=7：2，符合题意；
当中m_Fe/m_O═14/5时，设参加反应的氧化铁的质量为x，
则 Fe₂O₃+C0

高温  .

2Fe0+C0₂，
   160            144
     x            

144x

160

 
由反应后铁与氧元素的质量比得，

(160g-xg)× 56×2 56×2+16×3 ×100%+ 144x 160 × 56 56+16 ×100%

(160g-xg)× 16×3 56×2+16×3 ×100%+ 144x 160 × 16 56+16 ×100%

=

14

5

，
解得x=80g，
则转化率为

80g

160g

×100%=50%，
故答案为：FeO；50%；
（2）由反应可知，反应后的固体有四氧化三铁、也可能有氧化亚铁，
若只有四氧化三铁，在Fe₃O₄中，铁、氧元素的质量比为56×3：16×4=21：8，则可能反应后固体只有四氧化三铁；
在Fe₂O₃中铁、氧元素的质量比为56×2：16×3=7：3=21：9，
若只有氧化亚铁，在FeO中Fe、O元素的质量比为56：16=7：2=21：6，
则7：3＜21：8＜Fe₂O₃＜7：2，
则反应后固体可能为氧化铁和氧化亚铁的混合物，也可能为氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁的混合物，
故答案为：Fe₂O₃和FeO；Fe₃O₄、Fe₂O₃和FeO．

点评：本题计算较复杂，考查学生利用化学反应方程式及利用信息中转化率、元素质量比的计算，学生应充分利用信息并结合质量分数的概念、极限法、平均值法来综合应用解答本题．