Question

人類的生產(chǎn)和生活都離不開金屬．
Ⅰ．金屬元素在自然界中分布很廣，在地殼中主要以礦物形式存在．圖1中的礦石的主要成分不屬于氧化物的是

B

（填序號）．
Ⅱ．鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬．
（1）圖2是工業(yè)煉鐵示意圖．其中，焦炭的作用是燃燒提供能量和

制取CO

；寫出有鐵生成的化學(xué)方程式

Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂

．
（2）某興趣小組在實驗室中模擬煉鐵的化學(xué)原理，用一氧化碳還原純凈的氧化鐵粉末，實驗裝置如圖3．
①實驗中玻璃管里固體粉末的顏色變化是

紅色粉末逐漸變黑

，澄清的石灰水中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O

．
②該裝置有何不妥？

沒有進行尾氣處理

．
（3）該化學(xué)興趣小組的同學(xué)利用改正后的裝置對一份由鐵粉和氧化鐵組成的混合物進行探究．他們?nèi)×?.2g固體樣品放入硬質(zhì)
玻璃管通入足量的CO進行實驗，高溫灼燒至質(zhì)量不再變化，稱得玻璃管中固體質(zhì)量為6g，請計算：
①該混合物中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比．
②該混合物中鐵粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（結(jié)果保留一位小數(shù)）

Answer 1

分析：Ⅰ．根據(jù)礦石的成分及氧化物的定義分析；
Ⅱ．（1）根據(jù)煉鐵爐內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)，分析焦炭的作用和寫出有鐵生成的化學(xué)方程式；
（2）①一氧化碳具有還原性，可與氧化鐵反應(yīng)生成黑色的鐵和二氧化碳，二氧化碳能與氫氧化鈣反應(yīng)生成了碳酸鈣沉淀和水．據(jù)此分析回答；
②根據(jù)尾氣中含有一氧化碳，有毒能污染空氣分析；
（3）①根據(jù)質(zhì)量守恒定律分析計算混合物中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比；
②根據(jù)化學(xué)式，由氧元素的質(zhì)量求出氧化鐵的質(zhì)量，即可求出鐵粉的質(zhì)量，再求出混合物中鐵粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：Ⅰ、由礦石的成分可知，孔雀石的主要成分是Cu₂（OH）₂CO₃，有四種元素組成不屬于氧化物；
Ⅱ．（1）由煉鐵高爐中反應(yīng)可知，碳首先燃燒生成二氧化碳放出大量的熱量，可供還原鐵礦石提供熱量，然后和焦炭反應(yīng)生成CO，然后再還原還原鐵礦石．所以，焦炭的作用是燃燒提供能量和制取CO；生成鐵的反應(yīng)是：Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂；
（2）①一氧化碳具有還原性，可與氧化鐵反應(yīng)生成黑色的鐵和二氧化碳．所以，實驗中玻璃管里固體粉末的顏色變化是紅色粉末逐漸變黑；生成的二氧化碳能與氫氧化鈣反應(yīng)生成了碳酸鈣沉淀和水，反應(yīng)的方程式是：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
②由于該反應(yīng)的尾氣中含有一氧化碳，有毒能污染空氣．所以，該裝置的缺陷是：沒有進行尾氣處理；
（3）①由質(zhì)量守恒定律可知，玻璃管中固體減少的質(zhì)量是氧化鐵中氧元素的質(zhì)量，即7.2g-6g=1.2g，剩余的固體是鐵粉，質(zhì)量為6g．所以，該混合物中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比是：6g：1.2g=5：1．
②氧化鐵的質(zhì)量為：

1.2g

16×3 16×3+56×2 ×100%

=4g．
該混合物中鐵粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：

7.2g-4g

7.2g

×100%=44.4%．
故答為：Ⅰ．B；Ⅱ．（1）制取還原劑CO，3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；（2）①紅色粉末逐漸變黑，CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；②沒有進行尾氣處理；（3）①混合物中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比是5：1； ②該混合物中鐵粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)44.4%．

點評：本題考查了一氧化碳還原氧化鐵的反應(yīng)原理、步驟、實驗現(xiàn)象、尾氣處理以及應(yīng)用．要注意有毒氣體不能隨意排放，必須經(jīng)過處理后變成無害物質(zhì)再排放．