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    已知木炭粉和Fe2O3 反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Fe2O3+3C
     高溫 
    .
     
    4Fe+3CO2↑或者為:Fe2O3+3C
     高溫 
    .
     
    2Fe+3CO↑
    某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),假定恰好完全反應(yīng),測定此反應(yīng)中的氣體生成物,實(shí)驗(yàn)裝置如圖.
    (1)實(shí)驗(yàn)中通入的氣體是純凈干燥的N2,寫出不用空氣的主要理由
    空氣中的氧氣、二氧化碳會(huì)與木炭反應(yīng)產(chǎn)生一氧化碳和二氧化碳,將使測定的結(jié)果不準(zhǔn)確
    空氣中的氧氣、二氧化碳會(huì)與木炭反應(yīng)產(chǎn)生一氧化碳和二氧化碳,將使測定的結(jié)果不準(zhǔn)確
    ,實(shí)驗(yàn)也不能用潮濕的氮?dú),原因?!--BA-->
    潮濕的氮?dú)庵泻兴,水?huì)與木炭反應(yīng)產(chǎn)生一氧化碳,也將使得測定的結(jié)果不準(zhǔn)確
    潮濕的氮?dú)庵泻兴,水?huì)與木炭反應(yīng)產(chǎn)生一氧化碳,也將使得測定的結(jié)果不準(zhǔn)確

    (2)如用氧化鐵與木炭粉的混合物3.8g反應(yīng),充分反應(yīng)后測得固體質(zhì)量減輕1.56g,則生成的氣體為
    CO和CO2的混合氣體
    CO和CO2的混合氣體

    (3)燒杯內(nèi)適量澄清石灰水的現(xiàn)象為
    澄清石灰水變渾濁
    澄清石灰水變渾濁
    ,若氧化鐵的質(zhì)量與本次實(shí)驗(yàn)相同,要使澄清石灰水的現(xiàn)象也與本次實(shí)驗(yàn)相同,則固體混合物總質(zhì)量(m)的取值范圍應(yīng)該是
    大于3.63g而小于4.2g
    大于3.63g而小于4.2g

    (4)合成氨工業(yè)生產(chǎn)中所用的α-Fe催化劑的主要成分是FeO、Fe2O3
    ①當(dāng)催化劑中FeO與Fe2O3的質(zhì)量之比為9:20時(shí),其催化活性最高,此時(shí)鐵的氧化物混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
    72%
    72%

    ②以Fe2O3為原料制備上述催化劑,可向其中加入適量碳,發(fā)生如下反應(yīng):2Fe2O3+C
     高溫 
    .
     
    4FeO十CO2↑,為制得這種活性最高的催化劑,應(yīng)向480g Fe2O3粉末中加入碳多少克?
    6g
    6g
    分析:(1)從空氣和潮濕的氮?dú)庖氲碾s質(zhì)分析,從而產(chǎn)生對實(shí)驗(yàn)的影響;
    (2)利用假設(shè)法:①若減少的質(zhì)量1.56g完全轉(zhuǎn)化成二氧化碳,計(jì)算出分別需要氧化鐵和碳的質(zhì)量,并與3.8g對照是否符合;②若減少的質(zhì)量1.56g完全轉(zhuǎn)化成一氧化碳,計(jì)算出分別需要氧化鐵和碳的質(zhì)量,并與3.8g對照是否符合,得出結(jié)論;
    (3)根據(jù)生成的氣體是一氧化碳還是二氧化碳確定石灰水是否變渾濁;若不產(chǎn)生二氧化碳,則固體混合物的質(zhì)量應(yīng)大于保證生成一氧化碳的最低值,應(yīng)小于生成二氧化碳的最低值;
    (4)①根據(jù)該混合物中FeO與Fe2O3的質(zhì)量比,由兩氧化物中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù),可求得混合物與所含鐵的質(zhì)量關(guān)系,即可得此時(shí)鐵的氧化物混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù);
    ②分析題意可知當(dāng)催化劑中FeO與Fe2O3的質(zhì)量之比為9:20時(shí),其催化活性最高,所以可根據(jù)反應(yīng)結(jié)束后生成的FeO的質(zhì)量和剩余Fe2O3的質(zhì)量之比為9:20建立等式.
    所以解題思路就是設(shè)出木炭的質(zhì)量,根據(jù)化學(xué)方程式求出生成的FeO的質(zhì)量和剩余的Fe2O3質(zhì)量即可解答.
    解答:解:(1)①因?yàn)榭諝庵泻卸趸己退,將使測定的結(jié)果不準(zhǔn)確,故不能用空氣代替干燥的氮?dú);②因(yàn)槌睗竦牡獨(dú)庵泻兴郑矊⑹沟脺y定的結(jié)果不準(zhǔn)確,故不能用潮濕的氮?dú)獯娓稍锏牡獨(dú)猓?br />(2)①若減少的質(zhì)量1.56g完全轉(zhuǎn)化成二氧化碳,設(shè)需要氧化鐵的質(zhì)量為x,需要碳的質(zhì)量為y
    2Fe2O3+3C
     高溫 
    .
     
    4Fe+3CO2
    320    36          132
    x      y           1.56g

    320
    x
    =
    132
    1.56
       x=3.78g
    36
    y
    =
    132
    1.56
        y=0.42g
    ∵3.78g+0.42g=4.2g>3.8g∴該氣體不全是二氧化碳;
    ②若減少的質(zhì)量1.56g完全轉(zhuǎn)化成一氧化碳,設(shè)需要氧化鐵的質(zhì)量為x,需要碳的質(zhì)量為y
    Fe2O3+3C
     高溫 
    .
     
    2Fe+3CO↑
    160    36         84
    x       y         1.56g

    160
    x
    =
    84
    1.56g
      x=2.97g
    36
    y
    =
    84
    1.56g
       y=0.66g

    ∵2.97g+0.66g=3.63g<3.8g,∴該氣體不全是一氧化碳;
    故氣體是一氧化碳和二氧化碳的混合氣體.
    (3)①因?yàn)楫a(chǎn)生的氣體是一氧化碳和二氧化碳的混合物,故二氧化碳能使石灰水變渾濁;
    ②若不產(chǎn)生二氧化碳,則固體混合物的質(zhì)量最低值是二者恰好反應(yīng),保證產(chǎn)生一氧化碳,是3.63g;
    固體混合物的質(zhì)量最高值是小于二者恰好完全反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳的最少量,是4.2g,
    故固體混合物的取值范圍是大于3.63g而小于4.2g;
    (4)①假設(shè)此時(shí)混合物中FeO的質(zhì)量為9m,則Fe2O3的質(zhì)量為20m,混合物的質(zhì)量為29m
    混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=(9m×
    56
    72
    ×100%+20m×
    112
    160
    ×100% )/29m=72%
    ②設(shè)反應(yīng)生成FeO的質(zhì)量為x,消耗Fe2O3的質(zhì)量為y,需要加入碳的質(zhì)量為z
    2Fe2O3+C
     高溫 
    .
     
    4FeO+CO2
    320    12      288
    y       z       x
    320
    y
    =
    288
    X
        y=
    320x
    288
       
    12
    z
    =
    288
    x
          z=
    12x
    288
         
    則活性最高的催化劑中FeO與Fe2O3的質(zhì)量之比=x:(480g-
    320x
    288
    )=9:20,解得x=144g
    應(yīng)加入碳的質(zhì)量=
    12×144g
    288
    =6g
    答:(1)此時(shí)鐵的氧化物混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72%;
    (2)為制得這種活性最高的催化劑,應(yīng)向480gFe2O3粉末中加入碳6g.
    故答案為:(1)空氣中的氧氣、二氧化碳會(huì)與木炭反應(yīng)產(chǎn)生一氧化碳和二氧化碳,將使測定的結(jié)果不準(zhǔn)確;潮濕的氮?dú)庵泻兴,水?huì)與木炭反應(yīng)產(chǎn)生一氧化碳,也將使得測定的結(jié)果不準(zhǔn)確;
    (2)CO和CO2的混合氣體;(3)澄清石灰水變渾濁; 大于3.63g而小于4.2g   (4)①72%   6g.
    點(diǎn)評:本題難度較大,主要考查學(xué)生根據(jù)定量法計(jì)算氣體的成分和根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算的能力,對于本題主要是要分析題意,找出建立等式的依據(jù)即可解答.
    練習(xí)冊系列答案
    相關(guān)習(xí)題

    科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

    已知木炭粉和Fe2O3反應(yīng)的化學(xué)方程式:2Fe2O3+3C
     高溫 
    .
     
    4Fe+CO2↑,某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn),證明氧化鐵中含有氧元素,并測定氧化鐵中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù),實(shí)驗(yàn)裝置如圖.
    (1)實(shí)驗(yàn)前,首先要進(jìn)行的操作是
    先通氮?dú)廒s走裝置中殘余的空氣
    先通氮?dú)廒s走裝置中殘余的空氣

    (2)實(shí)驗(yàn)中,盛放澄清石灰水的燒杯中出現(xiàn)的現(xiàn)象是
    澄清石灰水變渾濁
    澄清石灰水變渾濁
    ,原因是
    反應(yīng)生成了大量的二氧化碳
    反應(yīng)生成了大量的二氧化碳

    (3)實(shí)驗(yàn)中通入的氣體是純凈干燥的N2,寫出不用空氣的理由:
    混有氧氣.若碰到可燃性氣體會(huì)發(fā)生爆炸,有危險(xiǎn)
    混有氧氣.若碰到可燃性氣體會(huì)發(fā)生爆炸,有危險(xiǎn)
    ;
    空氣中含有很多含氧元素的物質(zhì),這樣會(huì)干擾對氧化鐵中氧元素含量的判斷
    空氣中含有很多含氧元素的物質(zhì),這樣會(huì)干擾對氧化鐵中氧元素含量的判斷
    ;
    也不能用潮濕的氮?dú)猓蚴?!--BA-->
    影響氧化鐵中氧元素含量的測定
    影響氧化鐵中氧元素含量的測定

    (4)如用3.2g氧化鐵與碳充分反應(yīng),測得澄清石灰水增重1.32g,則氧化鐵中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
    30%
    30%

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    科目:初中化學(xué) 來源: 題型:解答題

    已知木炭粉和Fe2O3 反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Fe2O3+3C數(shù)學(xué)公式4Fe+3CO2↑或者為:Fe2O3+3C數(shù)學(xué)公式2Fe+3CO↑
    某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),假定恰好完全反應(yīng),測定此反應(yīng)中的氣體生成物,實(shí)驗(yàn)裝置如圖.
    (1)實(shí)驗(yàn)中通入的氣體是純凈干燥的N2,寫出不用空氣的主要理由______,實(shí)驗(yàn)也不能用潮濕的氮?dú)猓蚴莀_____.
    (2)如用氧化鐵與木炭粉的混合物3.8g反應(yīng),充分反應(yīng)后測得固體質(zhì)量減輕1.56g,則生成的氣體為______.
    (3)燒杯內(nèi)適量澄清石灰水的現(xiàn)象為______,若氧化鐵的質(zhì)量與本次實(shí)驗(yàn)相同,要使澄清石灰水的現(xiàn)象也與本次實(shí)驗(yàn)相同,則固體混合物總質(zhì)量(m)的取值范圍應(yīng)該是______.
    (4)合成氨工業(yè)生產(chǎn)中所用的α-Fe催化劑的主要成分是FeO、Fe2O3
    ①當(dāng)催化劑中FeO與Fe2O3的質(zhì)量之比為9:20時(shí),其催化活性最高,此時(shí)鐵的氧化物混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______.
    ②以Fe2O3為原料制備上述催化劑,可向其中加入適量碳,發(fā)生如下反應(yīng):2Fe2O3+C數(shù)學(xué)公式4FeO十CO2↑,為制得這種活性最高的催化劑,應(yīng)向480g Fe2O3粉末中加入碳多少克?______.

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    科目:初中化學(xué) 來源: 題型:解答題

    已知木炭粉和Fe2O3反應(yīng)的化學(xué)方程式:2Fe2O3+3C數(shù)學(xué)公式4Fe+CO2↑,某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn),證明氧化鐵中含有氧元素,并測定氧化鐵中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù),實(shí)驗(yàn)裝置如圖.
    (1)實(shí)驗(yàn)前,首先要進(jìn)行的操作是______.
    (2)實(shí)驗(yàn)中,盛放澄清石灰水的燒杯中出現(xiàn)的現(xiàn)象是______,原因是______.
    (3)實(shí)驗(yàn)中通入的氣體是純凈干燥的N2,寫出不用空氣的理由:
    ①______;
    ②______;
    也不能用潮濕的氮?dú),原因是______.
    (4)如用3.2g氧化鐵與碳充分反應(yīng),測得澄清石灰水增重1.32g,則氧化鐵中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______.

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    科目:初中化學(xué) 來源:2008年江蘇省揚(yáng)州市儀征市實(shí)驗(yàn)中學(xué)九年級化學(xué)壓軸試卷(三)(解析版) 題型:填空題

    已知木炭粉和Fe2O3 反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑或者為:Fe2O3+3C2Fe+3CO↑
    某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),假定恰好完全反應(yīng),測定此反應(yīng)中的氣體生成物,實(shí)驗(yàn)裝置如圖.
    (1)實(shí)驗(yàn)中通入的氣體是純凈干燥的N2,寫出不用空氣的主要理由    ,實(shí)驗(yàn)也不能用潮濕的氮?dú),原因?u>    .
    (2)如用氧化鐵與木炭粉的混合物3.8g反應(yīng),充分反應(yīng)后測得固體質(zhì)量減輕1.56g,則生成的氣體為   
    (3)燒杯內(nèi)適量澄清石灰水的現(xiàn)象為    ,若氧化鐵的質(zhì)量與本次實(shí)驗(yàn)相同,要使澄清石灰水的現(xiàn)象也與本次實(shí)驗(yàn)相同,則固體混合物總質(zhì)量(m)的取值范圍應(yīng)該是   
    (4)合成氨工業(yè)生產(chǎn)中所用的α-Fe催化劑的主要成分是FeO、Fe2O3
    ①當(dāng)催化劑中FeO與Fe2O3的質(zhì)量之比為9:20時(shí),其催化活性最高,此時(shí)鐵的氧化物混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為   
    ②以Fe2O3為原料制備上述催化劑,可向其中加入適量碳,發(fā)生如下反應(yīng):2Fe2O3+C4FeO十CO2↑,為制得這種活性最高的催化劑,應(yīng)向480g Fe2O3粉末中加入碳多少克?   

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