Question

新型材料纳米级Fe粉具有广泛的用途，它比普通Fe粉更易与氧气反应，其制备工艺流程如下图所示：

请回答下列问题：

（1）纳米级Fe粉在氧气中能自发燃烧生成黑色固体，此黑色固体的化学式为        。

（2）请补充完成上述制备工艺的化学方程式：H2 +FeCl2高温Fe+         。 在制备纳米级Fe粉的工艺流程中，N2的作用是        。

（3）研究人员发现最后制得的纳米级Fe粉样品中混有少量的FeCl2杂质。

①为除去样品中的杂质，在无氧环境下，先加 溶解，然后再        、洗涤、烘干．

②取样品20g，加入足量的盐酸，生成氢气0.7g。请计算该样品中单质Fe的质量分数。

（请写出计算过程)____        。

Answer

（1）Fe3O4．（2）2HCl．   催化作用．   （3）①水，过滤．     ②98%

【解析】试题分析：（1）铁在氧气中燃烧生成的黑色固体为四氧化三铁（Fe3O4）。

（2）根据题意可知，另一种生成物为HCl，所以反应的化学方程式为：H2 +FeCl2高温Fe+2HCl在制备纳米级Fe粉的工艺流程中，N2的作用是催化作用。

（3）①为除去样品中的杂质即除去铁粉中的氯化亚铁，可利用氯化亚铁溶解于水，而铁不溶解于水的性质，使用过滤的方法将其除去。因此应先加水溶解，再过滤。得到滤出的固体为铁粉。然后将固体洗涤、烘干即得到纯净的还原性铁粉。

②中已知量为氢气的质量，未知量为单质铁的质量。可根据反应的化学方程式中二者的关系进行求解。具体的计算过程如下：

【解析】
设参加反应的铁的质量为x，则：   设未知量

Fe+2HCl═FeCl2+H2↑                   写出反应的化学方程式

56            2                      标出物质的质量关系

x            0.7g                    标出物质的实际质量

56：2=x：0.7g                          列比例式

x =19.6g                              求解未知量

样品中单质Fe的质量分数为：

=98%

考点：科学探究、根据化学方程式的计算