Question

还原铁粉是冶金工业的重要原料，利用绿矾制备还原铁粉的工业流程如下：

干燥过程主要是为了脱去游离水和结晶水，过程中会有少量FeCO₃·nH₂O被空气氧化为FeOOH，其化学方程式为                                                      。
取干燥后的FeCO₃样品12.49 g焙烧至600℃，质量变为8.00 g。所得产物用CO还原可得到Fe 6.16g。则600℃产物的可能组成是________________________________________。
根据以上数据可计算FeCO₃样品中FeCO₃与FeOOH的质量。FeCO₃的质量为_________, FeOOH的质量为________________。

Answer 1

4FeCO₃·nH₂O + O₂ → 4FeOOH + 4CO₂ +（4n-2）H₂O （2分）
FeO与Fe₂O₃或FeO与Fe₃O₄或FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄（6分）；11.6g；0.89g（各2分共4分））

试题分析：（1）FeCO₃·nH₂O被空气氧化为FeOOH，所以根据原子守恒可知，生成物还有CO₂和水，则其化学方程式为4FeCO₃·nH₂O + O₂ → 4FeOOH + 4CO₂ +（4n-2）H₂O。
（2）生成的铁的物质的量是6.16g÷56g/mol＝0.11mol，则8.00g氧化物中氧原子的物质的量是（8.00g－6.16g）÷16g/mol＝0.115mol，即该氧化物中氧原子和铁原子的个数之比是23:22，所以600℃产物的可能组成是FeO与Fe₂O₃或FeO与Fe₃O₄或FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄。
（3）设FeCO₃样品中FeCO₃与FeOOH的物质的量分别是x和y，则116x＋89y＝12.49、x＋y＝0.11，解得x＝0.1，y＝0.01，所以FeCO₃的质量为11.6g，FeOOH的质量为0.89g。
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度试题的考查，侧重对学生解题能力的培养。试题基础性强，贴近高考，旨在培养学生分析、归纳、总结问题的能力。有利于调动学生的学习兴趣和学习积极性，也有助于培养学生的逻辑推理能力和抽象思维能力。该题的关键是明确反应原理，然后结合题意灵活运用即可。