题目

合成氨工业生产中所用的α-Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe2O3。 （1）某FeO、Fe2O3混合物中，铁、氧的物质的量之比为4∶5，其中Fe2+与Fe3+物质的量之比为________。（2）当催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1∶2时，其催化活性最高，此时铁的氧化物混合物中铁的质量分数为________(用小数表示，保留2位小数)。（3）以Fe2O3为原料制备上述催化剂，可向其中加入适量炭粉，发生如下反应：2Fe2O3+C4FeO+CO2↑。为制得这种活性最高的催化剂，应向480 g Fe2O3粉末中加入炭粉的质量为________g。 答案：解析：（1）设FeO和Fe2O3的物质的量分别为x、y，则可得(x+2y)/(x+3y)=4/5，解得x/y＝2∶1，所以Fe2+与Fe3+物质的量之比为1∶1。（2）因混合物中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1∶2，所以FeO和Fe2O3的物质的量之比为1∶1，故铁的质量分数为168/232=0.72。(3)设加入碳的质量为z，则有 2Fe2O3+C4FeO+CO2↑   2        12                      41 mol      z                     (z/3)z= g=6 g。答案：（1）1∶1　（2）0.72　（3）6.0克

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