Question

12．（1）用1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是多少？方程式為：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．（結(jié)果精確到0.1）
（2）某化學(xué)小組在實(shí)驗(yàn)室用CO和Fe₂O₃在密閉容器中隔絕空氣加強(qiáng)熱模擬煉鐵過(guò)程，一段時(shí)間后收集到如表數(shù)據(jù)：

物質(zhì)	CO	Fe2O3	Fe	M	CO2
反應(yīng)前質(zhì)量（g）	2.8	16	0	0	0
反應(yīng)后質(zhì)量（g）	0	0	0	a	b

①預(yù)期看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)該是紅色固體變成黑色固體；
②實(shí)驗(yàn)過(guò)程中看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與預(yù)期的現(xiàn)象相符．但查閱資料可知：CO還原Fe₂O₃時(shí)在一定條件下可生成鐵的其它氧化物FeO和Fe₃O₄，二者也均為黑色固體，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式分別為Fe₂O₃+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2FeO+CO₂、3Fe₂O₃+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₃O₄+CO₂．
③表中b的值為4.4；物質(zhì)M的化學(xué)式為FeO．

Answer 1

分析 （1）由赤鐵礦石的質(zhì)量、氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、生鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，根據(jù)赤鐵礦煉鐵的化學(xué)方程式可以列式計(jì)算出煉出生鐵的質(zhì)量．
（2）
①根據(jù)碳與氧化鐵的反應(yīng)分析反應(yīng)的現(xiàn)象；
②根據(jù)碳與氧化鐵反應(yīng)生成了四氧化三鐵和二氧化碳寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式．
③根據(jù)元素質(zhì)量守恒和化學(xué)的意義分析計(jì)算回答．

解答 解：（1）設(shè)理論上可煉出含鐵96%的生鐵質(zhì)量為x．
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
160                     112
1000t×80%        96%x 
$\frac{160}{1000t×80%}=\frac{112}{96%}$
x=583.3t．
（2）①由于碳與氧化鐵在高溫時(shí)反應(yīng)生成了鐵和二氧化碳，預(yù)期看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)該是：紅色固體變成黑色固體；
（2）CO還原Fe₂O₃時(shí)在一定條件下可生成Fe₃O₄和二氧化碳，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是：3Fe₂O₃+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₃O₄+CO₂．
（3）設(shè)生成的二氧化碳的質(zhì)量為x，由元素質(zhì)量守恒可知：
CO～CO₂
28     44
2.8g    x
$\frac{28}{2.8g}=\frac{44}{x}$
x=4.4g
Fe₂O₃中鐵元素的質(zhì)量為16g×$\frac{56×2}{56×2+16×3}$×100%=11.2g
生成的M中氧元素的質(zhì)量為：16g×$\frac{56×2}{56×2+16×3}$×100%-（4.4g-2.8g）=3.2g．
生成的M中鐵原子、氧原子的個(gè)數(shù)比為：$\frac{\frac{11.2g}{56}}{\frac{3.2g}{16}}$=$\frac{1}{1}$
所以，物質(zhì)M的化學(xué)式為FeO．
答案：
（1）理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為583.3t．
（2）①紅色固體變成黑色固體；②3Fe₂O₃+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₃O₄+CO₂；③4.4；FeO．

點(diǎn)評(píng) 本題難度不大，考查含雜質(zhì)物質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算，注意代入方程式計(jì)算的必須是純物質(zhì)的質(zhì)量是正確解答此類題的關(guān)鍵．