Question

已知某金屬X有下列相關(guān)信息：①它的主要礦物的化學成分是X₂O₃；②它主要通過熱還原法冶煉而成；③它的年產(chǎn)量位于金屬之首．
（1）據(jù)此推斷X是________（填選項字母）．
A．鈦B．鐵C．鋁D．銅
（2）在高爐中用含X₂O₃的礦物冶煉該金屬的原理是________（用化學方程式表示）．
（3）同學們設(shè)計了如下實驗方案測定該礦物中X₂O₃的質(zhì)量分數(shù)（裝置氣密性良好；礦物中的雜質(zhì)不參加反應(yīng)；假設(shè)礦物樣品中的X₂O₃完全反應(yīng)）：
①取礦物樣品并稱量該樣品的質(zhì)量；
②測出反應(yīng)前廣口瓶和瓶內(nèi)物質(zhì)總質(zhì)量；
③測出反應(yīng)后廣口瓶和瓶內(nèi)物質(zhì)總質(zhì)量；
④計算得出礦物樣品中x₂O₃的質(zhì)量分數(shù)．你認為，該實驗方案________（填“一定”或“不一定”）能準確測出礦物中X₂O₃的質(zhì)量分數(shù)，理由是________．不改變裝置和藥品，你還可以通過測定哪些數(shù)據(jù)，再通過計算得出礦物中X₂O₃的質(zhì)量分數(shù)：________．
從環(huán)保角度看，該裝置的不足之處是________．

Answer 1

解：（1）根據(jù)該金屬年產(chǎn)量位于金屬之首，可以確定該金屬是鐵，所以本題答案為：B；
（2）高爐煉鐵中發(fā)生的反應(yīng)是一氧化碳還原氧化鐵，此反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，所以本題答案為：Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂；
（3）石灰水是氫氧化鈣的水溶液，氫氧化鈣是微溶于水的物質(zhì)，故所含的溶質(zhì)少，不一定能將生成的二氧化碳全部吸收，而且從裝置可以看出，石灰水直接與空氣接觸，可能吸收空氣中的二氧化碳，所以不一定能準確測出礦物中X₂O₃的質(zhì)量分數(shù)，還可以設(shè)計實驗通過測定反應(yīng)前后固體物質(zhì)的質(zhì)量差進行計算，由于一氧化碳有毒，必須進行尾氣處理，所以本題答案為：不一定，生成的二氧化碳氣體不一定被石灰水完全吸收（或石灰水可能吸收空氣中的二氧化碳），分別測出反應(yīng)前玻璃管和礦物樣品的總質(zhì)量、反應(yīng)后玻璃管和剩余固體總質(zhì)量（或測出反應(yīng)后玻璃管內(nèi)剩余固體的質(zhì)量），無尾氣處理裝置．
分析：（1）年產(chǎn)量位于金屬之首的是金屬鐵；
（2）高爐煉鐵中發(fā)生的反應(yīng)是一氧化碳還原氧化鐵；
（3）要測定礦物中X₂O₃的質(zhì)量分數(shù)，可以根據(jù)生成的二氧化碳的質(zhì)量或是反應(yīng)前后固體物質(zhì)的質(zhì)量差來進行計算．
點評：本題考查的是金屬鐵的冶煉，可以依據(jù)課本已有知識作出回答，在涉及到礦物中氧化鐵的含量測定時，必須注意測量結(jié)果的準確性，排除干擾因素．