Question

20．新型材料納米級 Fe 粉具有廣泛的用途，它比普通 Fe 粉更易與氧氣反應(yīng)，其制備工藝流程如圖所示：請回答下列問題：

（1）納米級 Fe 粉在氧氣中能自發(fā)燃燒生成黑色固體，此黑色固體的化學(xué)式Fe₃O₄；
（2）在制備納米級 Fe 粉的工藝流程中，N₂的作用是保護氣；
（3）研究人員發(fā)現(xiàn)最后制得的納米級 Fe 粉樣品中混有少量的 FeCl₂ 雜質(zhì)，為測定其中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，研究人員取12.0g納米鐵粉，加入200.0g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.3%的稀鹽酸，恰好完全反應(yīng)．計算：
①納米鐵粉中鐵單質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（將計算過程寫在答題紙上）
②反應(yīng)后所得溶液中的FeCl₂質(zhì)量是26.2g．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鐵與氧氣反應(yīng)生成四氧化三鐵考慮；
（2）根據(jù)氮氣化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定考慮；
（3）根據(jù)鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣結(jié)合數(shù)據(jù)計算即可．

解答 解：（1）鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，所以黑色固體是四氧化三鐵；
（2）氮氣化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在反應(yīng)中起保護氣的作用；
（3）設(shè)鐵的質(zhì)量為x，生成氯化亞鐵的質(zhì)量為y
Fe+2HCl═FeCl₂ +H₂↑
56              73            127          
x         200.0g×7.3%    y             
$\frac{56}{x}=\frac{73}{200.0g×7.3%}=\frac{127}{y}$
x=11.2g
y=25.4g
①鐵單質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{11.2g}{12.0g}×100%≈93.3%$
②所得溶液中氯化亞鐵的質(zhì)量為：25.4g+（12.0g-11.2g）=26.2g
故答案為：（1）Fe₃O₄；
（2）保護氣；                                 
（3）①納米鐵粉中鐵單質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93.3%；
②26.2．

點評 解答本題關(guān)鍵是知道鐵燃燒的產(chǎn)物是四氧化三鐵，能夠靈活運用質(zhì)量守恒定律解決實際問題，知道不溶性固體和液體分離的方法，熟悉根據(jù)方程式的簡單計算方法．