Question

現有Fe和Fe₂O₃的固體混合物，為了分析混合物中Fe和Fe₂O₃的含量，設計了如下實驗方案：
①100g Fe、Fe₂O₃通入CO　高溫氣體剩余固體足量石灰水溶液吸收②冷卻剩余
實驗數據：實驗共記錄了兩組實驗數據，第①組，氣體完全吸收后，石灰水溶液質量增加66g；第②組，完全反應，冷卻后稱量剩余固體的質量為Wg．
Fe₂O₃和CO反應方程式是：Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂
根據實驗設計及有關數據進行分析與計算
（1）生成氣體的質量是______g．
（2）混合物中Fe單質的質量分數為多少？（寫出計算過程）
（3）第②組數據W是______g（寫出計算結果）．
（4）若在100g Fe和Fe₂O₃的固體混合物中持續不斷的通入CO，請你畫出固體質量與通入CO質量的關系圖（在答題卡的坐標中作圖）．

Answer 1

解：依據Fe、Fe₂O₃通入CO 會發生Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂的反應，所以生成的氣體是二氧化碳，由于二氧化碳能與石灰水反應生成碳酸鈣沉淀和水，所以石灰水的增重就是二氧化碳的質量；即為66g；
（2）解：固體混合物中Fe₂O₃的質量為x，反應生成的鐵的質量是y
Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂
160 2×56 3×44
x y 66g

解得 x=80g y=56g
Fe單質的質量分數：×100%=20%
（3）第②數據即是生成的鐵和原有鐵的質量之和，為56g+（100g-80g）=76g；
（4）利用反應前固體的質量以及反應后固體的質量繪制該圖象即可，其要求為圖象應該有兩個平臺，第一個平臺的終點及第二個平臺的起點不固定，且開始固體的質量是100g，反應后固體的質量是76g，由于一氧化碳是可燃性氣體所以加熱前應該先通一會氣體，此時固體質量不變，則可得以下圖象；

故答案為：（1）66；（2）答：混合物中鐵單質的質量分數是20%．（3）76；（4）；
分析：（1）依據Fe、Fe₂O₃通入CO 會發生Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂的反應，所以生成的氣體是二氧化碳，由于二氧化碳能與石灰水反應生成碳酸鈣沉淀和水，所以石灰水的增重即為二氧化碳的質量；
（2）依據二氧化碳的質量結合方程式即可求出氧化鐵的質量，進而可求出混合物中鐵的質量；
（3）依據該反應生成的鐵的質量和原有鐵的質量解決即可；
（4）依據該實驗進行的過程和有關數據分析繪制即可；
點評：要想解答好這類題目，首先，要理解和熟記根據化學反應方程式的計算步驟和格式，以及與之相關的知識等．然后，根據所給的問題情景，結合所學的相關知識和技能，細致地分析題意并細心地探究、推理后，按照題目要求進行認真地解答即可．