铁触媒是合成氨工业的催化剂.某同学设计了以下两种方案研究铁触媒的组成. 方案一:用下列实验方法测定铁触媒的含铁量.确定其组成. (1)步骤④中用到的玻璃仪器有烧杯.玻璃棒.胶头滴管和 . (2)若通入Cl2不足量.溶液B中还含有会影响测定结果. (3) 若通入Cl2过量且加热煮沸不充分.溶液B中可能含有Cl2.请设计实验方案� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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铁触媒(铁的氧化物)是合成氨工业的催化剂。某同学设计了以下两种方案研究铁触媒的组成。

方案一：用下列实验方法测定铁触媒的含铁量，确定其组成。

（1）步骤④中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和。

（2）若通入Cl₂不足量，溶液B中还含有会影响测定结果。

（3）若通入Cl₂过量且加热煮沸不充分，溶液B中可能含有Cl₂。请设计实验方案检验Cl₂，完成下列实验报告。

限选试剂：0．1mol L^-1酸性KMnO₄溶液、紫色石蕊试液、淀粉-KI溶液、0．1mol L^-1 KSCN溶液、品红稀溶液

实验操作

实验现象与结论

取适量溶液B于试管中，滴加，振荡

，放置一段时间后，观察现象。

若溶液，则溶液B中含Cl₂；

若溶液，则溶液B中不含Cl₂。

方案二：用下列装置测定铁触媒的含铁量，确定其组成。

（4）干燥管C的作用是。

（5）称取15.2g铁触媒进行上述实验。充分反应后，测得干燥管B增重ll.0g，则该铁触媒的化学式可表示为。

【答案】

（1）250mL容量瓶（2分）

（2）FeCl₂ 或者FeSO₄或者Fe²⁺ （2分）

（3）2-3滴紫色石蕊试液（或者是品红溶液）（2分）溶液显红色后，红色褪去。（品红溶液只需要答红色褪去）（2分）溶液不褪色（2分）

（4）防止空气中的CO₂和水蒸气进入B中（2分）

（5）Fe₄O₅ 或2FeO·Fe₂O₃或FeO·Fe₃O₄ （其他合理答案均可）（3分）

【解析】

试题分析：⑴配制一定物质的量浓度的溶液，要用到的仪器一定要有容量瓶，并且要指明规格。在此题中，必需说明是250mL容量瓶。⑵如若氯气不足，则溶液A中的二价铁离子就会氧化不完全，影响后续实验。⑶可以使用紫色石蕊试液来检验。⑷防止空气中的二扣化碳和水蒸汽进入B中，影响实验结果。⑸干燥管B增加的质量是二氧化碳的质量，二氧化碳是一氧化碳结合一个氧原子生成的，因此铁触媒中的氧元素的质量就等于干燥管中增加的二氧化碳的物质的量，由此可以计算：n(O)＝11g/44g/mol＝0.25mol,那么15.2g铁触媒中铁的物质的量就可以用下列的方式来进行计算：；所以

考点：溶液的配制，氯气的检验，以及简单的计算。

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（2012?岳阳二模）如图是合成氨和利用氨制取硝酸、纯碱的简要流程示意图：

（1）设备A的名称是

冷凝器

，设备B的名称是

循环压缩机

．
（2）有关合成氨工业的说法中，正确的是

．
A．从合成塔出来的混合气体，其中NH₃只占15%，所以生产氨的工厂的效率都很低
B．由于氨易液化，N₂、H₂是循环使用，所以总体来说氨的产率很高
C．合成氨工业的反应温度控制在500℃左右，目的是使化学平衡向正反应方向移动
D．合成氨厂采用的压强是2×10⁷～5×10⁷Pa，因在该压强下铁触媒的活性最大
（3）在纯碱制造过程中，过程①与过程②的顺序能否颠倒？

不能

，其理由是

因为CO₂在水中溶解度较小，顺序颠倒后得不到较高浓度的HCO₃^-，所以没有NaHCO₃生成

．若产品纯碱中含有碳酸氢钠，用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为：

ω （NaHCO₃）=

84(m1-m2)

31m1

ω （NaHCO₃）=

84(m1-m2)

31m1

（注明你的表达式中所用的有关符号的含义）
（4）硝酸厂的尾气中含有NO和NO₂等污染物，常利用各种燃料气中的甲烷等将氮的氧化物还原为空气主要成分而除去．写出甲烷与NO₂反应的化学反应方程式：

CH₄+2NO₂═N₂+CO₂+2H₂O

．
若基于下列反应的方法治理：2NO₂+2NaOH→NaNO₃+NaNO₂+H₂O，NO+NO₂+2NaOH→2NaNO₂+H₂O；现有标准状况下NO、NO₂的混合物恰好与50mL 2.0mol?L^-1的NaOH溶液反应完全，且生成NaNO₂和NaNO₃的物质的量的比值为4：1，则在混合气体中NO气体的体积分数为

0.3

．

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（2011?怀柔区模拟）合成氨工业生产条件：催化剂：铁触媒，温度：400～500℃，压强：30～50MPa．每生成0.1molNH₃放热4.61kJ．
请回答：
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催化剂

高温高压

2NH₃（g）△H=-92.2kJ/mol

N₂（g）+3H₂（g）

催化剂

高温高压

2NH₃（g）△H=-92.2kJ/mol

生产中采用400～500℃的高温，原因之一是考虑催化剂的活性，原因之二是

提高反应速率，缩短达到平衡的时间

（2）铁触媒是以FeO和Fe₂O₃为主要成分的氧化物．某铁触媒中n（Fe²⁺）：n（Fe³⁺）=1：1，则n（Fe）：n（O）=

4：5

．实验测定，当n（Fe²⁺）：n（Fe³⁺）=1：2时催化活性最高．Fe₂O₃中加适量碳粉可制备这种催化活性最高的铁触媒：2Fe₂O₃+C=4FeO+CO₂↑，理论上，240g Fe₂O₃中需要加入碳粉

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（3）某同学为探究某铁触媒的成分，用适量稀硝酸溶解少量样品，取少许所得溶液滴加KSCN出现红色，由此确定该铁触媒中铁为+3价，你认为该结论

不合理

（填合理或不合理），理由：

由于硝酸会氧化其中可能存在的二价铁，结果只能判断样品溶解于硝酸后中存在三价铁而不能确定原样品中铁元素的价态

（4）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N₂、H₂为原料，以HCl-NH₄Cl为电解质溶液制取新型燃料电池，同时达到固氮作用．该电池的正极反应式为

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．

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（16分）铁触媒(铁的某氧化物)是工业合成氨的催化剂。某同学设计了以下两种方案研究铁触媒的组成。

方案一：用下列流程测定铁触媒的含铁量，确定其组成。

（1）步骤④后面需用 (填仪器名称)取25.00mL稀释后溶液。

（2）因为通入Cl₂不足量，“溶液B”中还含有会影响测定结果。

（3）因为通入Cl₂过量且加热煮沸不充分，“溶液B”中可能含有Cl₂。请设计实验方案检验Cl₂，完成下列实验报告。

限选试剂：0.1mol·L^－¹酸性KMnO₄溶液、紫色石蕊试液、品红稀溶液、淀粉-KI溶液、0.1moL·L^－¹KSCN溶液

实验操作	实验现象与结论

方案二：用下列实验方法测定铁触媒的含铁量，确定其组成。

（4）“干燥管C”的作用是。

（5）称取15.2g铁触媒进行上述实验。充分反应后，测得“干燥管B”增重11.0g，则该铁触媒的化学式可表示为。(相对原子质量：C－12 O－16 Fe－56)

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科目：高中化学 来源：2013-2014学年山东省青岛市高三上学期期中考试化学试卷（解析版） 题型：填空题

铁及其化合物在生活、生产中有着广泛的应用。

Ⅰ．铁触媒(＋2价铁和＋3价铁组成的氧化物)是工业合成氨的催化剂。某学习小组用下列流程测定铁触媒的含铁量。根据题意回答相关问题：

（1）步骤①中需用1.50 mol·L^－¹的硫酸100mL，若用18.4mol·L^－¹的浓硫酸来配制，则需要用量筒量取浓硫酸 mL

（2）步骤②通入Cl₂的目的是（用离子方程式表示）

（3）步骤④后需用 (填仪器名称)取25.00mL稀释后溶液。

（4）步骤⑤消耗0.10mol·L^－¹的Na₂SO₃溶液25.00mL，则铁触媒中铁的质量分数为。

Ⅱ．目前的研究表明，铁的某些含氧酸盐可用于工业废水、废气的处理。

（1）用K₂FeO₄处理中性废水时与水反应生成氢氧化铁胶体，并放出无色无味的气体和其它物质，写出反应的离子反应方程式，处理废水时既利用K₂FeO₄强氧化性，又利用生成氢氧化铁胶体的作用。

（2）MFe₂O₄可以与氢气反应制备新型纳米材料氧缺位铁酸盐MFe₂O_x (3<x<4)，其中M表示+2价的金属元素，常温下，MFe₂O_x能使工业废气中的SO₂转化为S，达到回收硫、净化空气目的，转化过程表示如下：

则可以判断x y，氧化性：MFe₂O_y SO₂（填“＞”、“＜”或“=”）

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科目：高中化学 来源：2012-2013学年广东省深圳市高三第二次调研考试理综化学试卷（解析版） 题型：实验题

铁触媒（铁的氧化物）是硫酸工业的催化剂。某同学设计了以下两种方案研究铁触媒的组成。

方案一：用下列装置测定铁触媒的含铁量，确定其组成。

方案二：用下列实验方法测定铁触媒的含铁量，确定其组成。

（1）步骤④中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和　　　。

（2）因为通入Cl₂不足量，“溶液B”中还含有会影响测定结果。

（3）因为通入Cl₂过量且加热煮沸不充分，“溶液B”中可能含有Cl₂。请设计实验方案检验Cl₂，完成下列实验报告。

限选试剂：0.1mol·L^－¹酸性KMnO₄溶液、紫色石蕊试液、品红稀溶液、淀粉-KI溶液、0.1moL·L^－¹KSCN溶液

实验操作

实验现象与结论

（4）“干燥管C”的作用是。

（5）称取15.2g铁触媒进行上述实验。充分反应后，测得“干燥管B”增重11.0g，则该铁触媒的化学式可表示为。

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