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已知CO与Fe2O3作用生成Fe的反应是分步进行的反应中铁的氧化物中氧元素质量分数逐渐降低

2022-08-15 16:22:45 问答库阅读 207 次

问题详情

已知CO与Fe₂O₃作用生成Fe的反应是分步进行的，反应中铁的氧化物中氧元素质量分数逐渐降低．
序号化学反应

①Fe₃O₄+CO600～700℃

FeO+CO₂

②3Fe₂O₃+CO300～600℃

2Fe₃O₄+CO₂

③FeO+CO700℃以上

Fe+CO₂

(1)上述三个反应发生的先后顺序是______．
(2)某同学取2.4g纯净的Fe₂O₃与CO反应一段时间后，对剩余固体的成分展开探究．
【实验过程】
实验内容实验现象

实验一冷却后，称量剩余固体剩余固体质量为1.76g

实验二取一部分剩余固体，用磁铁靠近部分粉末能被磁铁吸引

【分析与结论】
小明认为该黑色粉末中一定含有铁；小军认为还需要再设计一个实验才能证明产物中含有铁，他的理由是______；
小军设计的实验可能是(写出方法与现象)______；
【拓展延伸】
化学生产中往往会以某一种元素的转化来计算“反应的转化率”，其公式如下：
反应转化率=化合物中已反应A元素质量

化合物中A元素总质量

×100%；若以原固体中氧元素的转化来表达反应的转化率则该反应转化率为______．(结果用百分数表示，保留一位小数)．

参考答案

（1）由题意可知，在铁的氧化物中，Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO与CO反应的温度依次升高．根据加热的过程温度逐步升高．所以，CO与Fe₂O₃作用生成Fe的分步进行的反应顺序是②①③；
（2））【分析与结论】小军认为还需要再设计一个实验才能证明产物中含有铁，他的理由是：Fe₃O₄具有磁性也能被磁铁吸引；由于铁能与盐酸反应，小军设计的实验可能是：取一部分剩余的固体于小烧杯中，加入适量稀盐酸，有气泡产生，溶液变成浅绿色；
【拓展延伸】由题意和质量守恒定律可知，参加反应的氧元素的质量为：2.4g-1.76g=0.64g，2.4gFe₂O₃中氧元素的质量为：2.4g×16×356×2+16×3×100%=0.72g，反应的转化率是：0.64g0.72g×100%=88.9%
故答为：（1）②①③；【分析与讨论】Fe₃O₄具有磁性也能被磁铁吸引；取一部分剩余的固体于小烧杯中，加入适量稀盐酸，有气泡产生，溶液变成浅绿色；
【拓展延伸】88.9%