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

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+C

4FeO+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xy,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+C

4FeO+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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