Question

鐵是應用最廣泛的金屬．
（1）如圖是工業(yè)煉鐵示意圖．其中，焦炭的作用是燃燒提供能量和

 

；寫出有鐵生成的化學方程式為

 

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

 

，澄清的石灰水中發(fā)生反應的化學方程式是

 

．
②該裝置有何不妥？

 

．
（3）該化學興趣小組的同學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)量分數(shù)．（結(jié)果保留一位小數(shù)）

Answer 1

考點：鐵的冶煉,一氧化碳還原氧化鐵,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式,根據(jù)化學反應方程式的計算

專題：金屬與金屬材料

分析：（1）根據(jù)焦炭的作用考慮，根據(jù)方程式的寫法寫出反應原理．
（2）①一氧化碳具有還原性，可與氧化鐵反應生成黑色的鐵和二氧化碳，二氧化碳能與氫氧化鈣反應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)量分數(shù)．

解答：解：（1）因為焦炭燃燒放出大量的熱，給煉鐵提供熱量，同時碳燃燒生成二氧化碳，碳再與二氧化碳反應生成一氧化碳，所以制取一氧化碳，一氧化碳再作為煉鐵的還原劑；一氧化碳和氧化鐵反應產(chǎn)生鐵和二氧化碳，反應的方程式為：3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；
故答案是：制取CO；3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；
（2）氧化碳具有還原性，可與氧化鐵反應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生成了碳酸鈣沉淀和水，反應的方程式是：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
故答案是：紅色粉末逐漸變黑；CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
②由于該反應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；
故答案是：沒有尾氣處理裝置．
（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)量分數(shù)是：

7.2g-4g

7.2g

×100%=44.4%．
答：①該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)量分數(shù)是44.4%．

點評：本題考查了一氧化碳還原氧化鐵的反應原理、步驟、實驗現(xiàn)象、尾氣處理以及應用．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．