题目

在实验室用CO还原2.0克赤铁矿样品,反应生成的CO2跟足量的 澄清石灰水反应,生成3.0克白色沉淀,求赤铁矿样品中Fe2O3的质量分数（要过程）

提问时间：2020-07-26

答案

首先用质量守恒计算[初中解法]
设有x(g)CO2与石灰水反应
CO2+Ca(OH)2===CaCO3
44.100
x.3g
x==44×3÷100==1.32g
而这1.32gCO2全部是Fe2O3与CO反应后的产物
设Fe2O3有y(g)
Fe2O3 + 3CO = 3CO2 + 2Fe
...160.3×44
...y.1.32g
y==160×1.32÷(44×3)===1.6g
所以赤铁矿样品中Fe2O3的质量分数w%(Fe2O3)==1.6÷2.0=0.8=80%
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然后再用高中普遍的解法[物质的量求法]
沉淀物是CaCO3
因为物质的量=质量÷摩尔质量[公式:n==m÷M]
n(CaCO3)==0.3/100==0.03mol
因为CO2+Ca(OH)2===CaCO3
它们反应的系数比==它们物质的量之比
所以n(CO2)=n(CaCO3)==0.03mol
又因为Fe2O3 + 3CO = (高温)3CO2 + 2Fe
它们反应的系数比==它们物质的量之比
所以n(Fe2O3):n(CO):n(CO2)==1:3:3
所以n(Fe2O3)==0.3/3==0.01mol
又因为质量=物质的量×摩尔质量
所以m(Fe2O3)==n(Fe2O3)×M(Fe2O3)
==0.01×160==1.60g
所以氧化铁的百分含量==1.6g/2.0g==0.8==80%