我国是个钢铁大国，钢铁产量为世界第一，高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法．高炉内可能发生如下反应：
我国是个钢铁大国，钢铁产量为世界第一，高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法．高炉内可能发生如下反应：
C（s）+O2（g）═CO2（g）△H1═-393.5kJ•mol-1①
C（s）+CO2（g）═2CO（g）△H2═+172.5kJ•mol-1 ②
4CO（g）+Fe3O4（s）═4CO2（g）+3Fe（s）△H3═-13.7kJ•mol-1③
请回答下列问题：
（1）从反应原理看，C在高炉中的作用是______；计算3Fe（s）+2O2（g）═Fe3O4（s）的△H=______．
（2）800℃时，C（s）+CO2（g）⇌2CO（g）的平衡常数K=1.64，相同条件下测得高炉内c（CO）=0.20mol•L-1、c（CO2）═0.05mol•L-1，此时反应向______（填“正”或“逆”）方向进行．
（3）对于在一定温度下在密闭容器中进行的可逆反应：4CO（g）+Fe3O4（s）═4CO2（g）+3Fe（s），增加CO的量，CO的转化率______（填“增大”“减小”或“不变”）．
（4）某种矿石中铁元素以氧化物FemOn形式存在，现进行如下实验：将少量铁矿石样品粉碎，称取25.0g样品于烧杯中，加入稀硫酸充分溶解，并不断加热、搅拌，滤去不溶物．向所得滤液中加入10.0g铜粉充分反应后过滤、洗涤、干燥得剩余固体3.6g．剩下滤液用浓度为2mol•L-1的酸性KMnO4滴定，至终点时消耗KMnO4溶液体积25.0mL．提示：2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+8H++MnO4-+5Fe2+═Mn2++5Fe3++4H2O
①该铁矿石中铁元素的质量分数为______；
②氧化物FemOn的化学式为______．
C（s）+O2（g）═CO2（g）△H1═-393.5kJ•mol-1①
C（s）+CO2（g）═2CO（g）△H2═+172.5kJ•mol-1 ②
4CO（g）+Fe3O4（s）═4CO2（g）+3Fe（s）△H3═-13.7kJ•mol-1③
请回答下列问题：
（1）从反应原理看，C在高炉中的作用是______；计算3Fe（s）+2O2（g）═Fe3O4（s）的△H=______．
（2）800℃时，C（s）+CO2（g）⇌2CO（g）的平衡常数K=1.64，相同条件下测得高炉内c（CO）=0.20mol•L-1、c（CO2）═0.05mol•L-1，此时反应向______（填“正”或“逆”）方向进行．
（3）对于在一定温度下在密闭容器中进行的可逆反应：4CO（g）+Fe3O4（s）═4CO2（g）+3Fe（s），增加CO的量，CO的转化率______（填“增大”“减小”或“不变”）．
（4）某种矿石中铁元素以氧化物FemOn形式存在，现进行如下实验：将少量铁矿石样品粉碎，称取25.0g样品于烧杯中，加入稀硫酸充分溶解，并不断加热、搅拌，滤去不溶物．向所得滤液中加入10.0g铜粉充分反应后过滤、洗涤、干燥得剩余固体3.6g．剩下滤液用浓度为2mol•L-1的酸性KMnO4滴定，至终点时消耗KMnO4溶液体积25.0mL．提示：2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+8H++MnO4-+5Fe2+═Mn2++5Fe3++4H2O
①该铁矿石中铁元素的质量分数为______；
②氧化物FemOn的化学式为______．
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解题思路：（1）分析反应原理得到碳的用途，根据已知热化学方程式结合盖斯定律计算反应热；
（2）计算浓度商，与平衡常数比较，依此判断反应进行的方向；
（3）反应前后气体体积不变，反应物和生成物中气体只有一种物质，增加一氧化碳的量相当于增大压强，平衡不变，一氧化碳转化率不变；
（4）①参加反应的MnO4-的物质的量为2mol•L-1×0.025L=0.05mol，根据离子方程式计算n（Fe2+），根据元素守恒，氧化物中铁元素的质量等于Fe2+的质量；
②参加反应的铜的质量为10g-3.6g=6.4g，铜发生反应Cu+2Fe3+═Cu2++2Fe2+．由反应可知硫酸与氧化物反应后的溶液中铁离子n（Fe3+）=2n（Cu），亚铁离子n（Fe2+）=0.25mol-n（Fe3+），判断氧化物中铁离子与亚铁离子数目比，据此书写化学式．
（2）计算浓度商，与平衡常数比较，依此判断反应进行的方向；
（3）反应前后气体体积不变，反应物和生成物中气体只有一种物质，增加一氧化碳的量相当于增大压强，平衡不变，一氧化碳转化率不变；
（4）①参加反应的MnO4-的物质的量为2mol•L-1×0.025L=0.05mol，根据离子方程式计算n（Fe2+），根据元素守恒，氧化物中铁元素的质量等于Fe2+的质量；
②参加反应的铜的质量为10g-3.6g=6.4g，铜发生反应Cu+2Fe3+═Cu2++2Fe2+．由反应可知硫酸与氧化物反应后的溶液中铁离子n（Fe3+）=2n（Cu），亚铁离子n（Fe2+）=0.25mol-n（Fe3+），判断氧化物中铁离子与亚铁离子数目比，据此书写化学式．
（1）从反应原理看，C在高炉中的作用是作燃料，为冶炼提供能量，作还原剂，为冶炼提供还原剂CO；
已知高炉内可能发生如下反应：
C（s）+O2（g）═CO2（g），△H1=-393.5kJ•mol-1 ①
C（s）+CO2（g）═2CO（g），△H2=+172.5kJ•mol-1 ②
4CO（g）+Fe3O4（s）═4CO2（g）+3Fe（s），△H3=-13.7kJ•mol-1 ③
根据盖斯定律：①×2-②×2-③，可得方程3Fe（s）+2O2（g）═Fe3O4（s），则△H=2△H1-2△H2-△H3=-393.5×2-172.5×2+13.7=-1118.3kJ•mol-1，
故答案为：作燃料，为冶炼提供能量，作还原剂，为冶炼提供还原剂CO，-1118.3kJ•mol-1；
（2）已知C（s）+CO2（g）⇌2CO（g），则Qc=
c2(CO)
c(CO2)=
0．22
0.05=0.8＜K=1.64，说明反应未达到平衡，所以反应向正方向进行，
故答案为：正；
（3）反应前后气体体积不变，反应物和生成物中气体只有一种物质，增加一氧化碳的量相当于增大压强，平衡不变，一氧化碳转化率不变；
故答案为：不变；
（4）①参加反应的MnO4-的物质的量为2mol•L-1×0.025L=0.05mol，根据离子方程式可知n（Fe2+）=5n（MnO4-）=5×0.05mol=0.25mol，根据元素守恒，氧化物中铁元素的质量等于Fe2+的质量为0.25mol×56g/mol=14g；所以铁矿石中铁元素的质量分数为[14g/25g]×100%=56%；
故答案为：56%；
②参加反应的铜的质量为10g-3.6g=6.4g，物质的量为[6.4g/64g/mol]=0.1mol，铜发生反应Cu+2Fe3+═Cu2++2Fe2+，由反应可知硫酸与氧化物反应后的溶液中n（Fe3+）=2n（Cu）=0.2mol，所以n（Fe2+）=0.25mol-0.2mol=0.05mol，所以铁的氧化物中n（Fe3+）：n（Fe2+）=0.2mol：0.05mol=4：1，故该铁氧化物可表示为2Fe2O3•FeO或Fe5O7，
故答案为：2Fe2O3•FeO或Fe5O7．
点评：
本题考点： 热化学方程式；元素质量分数的计算；化学平衡的计算．
考点点评： 本题考查了盖斯定律的应用，化学平衡的计算，有关方程式的计算等，题目难度中等，侧重于对学生计算能力和分析解决问题的能力的考查．
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