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，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)現最后制得的納米級 Fe 粉樣品中混有少量的 FeCl₂ 雜質，為測定其中鐵的質量分數，研究人員取12.0g納米鐵粉，加入200.0g質量分數為7.3%的稀鹽酸，恰好完全反應．計算：
①納米鐵粉中鐵單質的質量分數（將計算過程寫在答題紙上）
②反應后所得溶液中的FeCl₂質量是26.2g．

Answer 1

分析 （1）根據鐵與氧氣反應生成四氧化三鐵考慮；
（2）根據氮氣化學性質穩(wěn)定考慮；
（3）根據鐵與鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣結合數據計算即可．

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）氮氣化學性質穩(wěn)定，在反應中起保護氣的作用；
（3）設鐵的質量為x，生成氯化亞鐵的質量為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鐵單質的質量分數為：$\frac{11.2g}{12.0g}×100%≈93.3%$
②所得溶液中氯化亞鐵的質量為：25.4g+（12.0g-11.2g）=26.2g
故答案為：（1）Fe₃O₄；
（2）保護氣；                                 
（3）①納米鐵粉中鐵單質的質量分數為93.3%；
②26.2．

點評 解答本題關鍵是知道鐵燃燒的產物是四氧化三鐵，能夠靈活運用質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，熟悉根據方程式的簡單計算方法．