Question

【題目】鋼鐵的冶煉是人類文明的一個(gè)重要標(biāo)志．圖1是實(shí)驗(yàn)室模擬煉鐵的裝置圖．
（1）寫出圖1中A處發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式：；
（2）實(shí)驗(yàn)過程中通入CO質(zhì)量與紅色粉末質(zhì)量的關(guān)系如圖2所示．根據(jù)圖示，下列說法不正確的是；（填序號） ①a點(diǎn)表示開始通入CO，反應(yīng)開始發(fā)生；
②b點(diǎn)表示通入CO一段時(shí)間后加熱，反應(yīng)開始發(fā)生；
③c點(diǎn)表示紅色粉末已充分參加反應(yīng)；
④d點(diǎn)表示反應(yīng)結(jié)束后仍需繼續(xù)通入CO；
⑤可根據(jù)通入CO的質(zhì)量計(jì)算出紅色粉末的質(zhì)量．
（3）圖1裝置中的不足之處是 ．
（4）該實(shí)驗(yàn)煉制的鐵與工業(yè)煉制出的鐵最大的區(qū)別是 ．
（5）某化學(xué)小組的同學(xué)們利用上述實(shí)驗(yàn)對一份固體樣品進(jìn)行了探究．通過實(shí)驗(yàn)已確定該樣品由氧化鐵和鐵粉混合而成．他們?nèi)×?.2g固體樣品，用圖1所示的裝置重新實(shí)驗(yàn)，測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)如圖3所示，則原樣品中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比是 ．

Answer 1

【答案】
（1）Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
（2）①⑤
（3）沒有對尾氣進(jìn)行處理
（4）該實(shí)驗(yàn)煉制的鐵是純凈物，工業(yè)煉制的生鐵是混合物，含有一定量的碳
（5）5：1
【解析】解：（1）紅色粉末是氧化鐵，氧化鐵和一氧化碳在高溫條件下生成鐵和二氧化碳，方程式是：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2； 所以答案是：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2；（2）實(shí)驗(yàn)開始先通入一氧化碳，排盡試管內(nèi)空氣，防止加熱發(fā)生爆炸，反應(yīng)完成要繼續(xù)通一氧化碳，防止生成的鐵被氧化，此兩步一氧化碳都未發(fā)生反應(yīng)，所以不能根據(jù)通入一氧化碳的質(zhì)量 進(jìn)行計(jì)算，a﹣b紅色粉末的質(zhì)量未變，說明反應(yīng)尚未開始；
故選①⑤；（3）一氧化碳有毒，未發(fā)生反應(yīng)的一氧化碳要進(jìn)行處理，圖中缺乏尾氣處理裝置；
所以答案是：沒有對尾氣進(jìn)行處理；（4）工業(yè)煉制的是生鐵，含有一定量的碳，此處煉制的是純鐵，二者一個(gè)是純凈物，一個(gè)是混合物；
所以答案是：該實(shí)驗(yàn)煉制的鐵是純凈物，工業(yè)煉制的生鐵是混合物，含有一定量的碳；（5）一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，所以玻璃管固體減少的質(zhì)量是氧化鐵中氧元素的質(zhì)量．
解：設(shè)氧化鐵的質(zhì)量為x．

3CO+Fe2O3	2Fe+3CO2	固體減少的質(zhì)量
160	112	160﹣112=48
x		7.2g﹣6g

=
x=4g
所以樣品中鐵粉的質(zhì)量是7.2g﹣4g=3.2g
樣品中Fe元素總質(zhì)量：3.2g+4g× ×100%=6g
O元素總質(zhì)量：4g× ×100%=1.2g
所以樣品中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比是：6g：1.2g=5：1
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解一氧化碳還原氧化鐵的相關(guān)知識，掌握原理：在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來，以及對鐵的冶煉的理解，了解鐵冶煉的原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣；常見的鐵礦石有磁鐵礦（主要成分是Fe3O4 ）、赤鐵礦（主要成分是Fe2O3 ）．