Question

【題目】（14分）鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎(chǔ)。

（1）工業(yè)上若采用的鐵礦石的主要成分為氧化鐵，則煉鐵的主要反應(yīng)原理為 （用化學(xué)方程式表示），其所用的設(shè)備為 ，生鐵出口低于爐渣出口的原因是 。

（2）某興趣小組在實(shí)驗(yàn)室中模擬煉鐵化學(xué)原理的實(shí)驗(yàn)，對固體產(chǎn)物成分等進(jìn)行探究。

【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】用一氧化碳還原純凈的氧化鐵粉末，實(shí)驗(yàn)裝置如圖。

【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】該小組按上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先 （填“通入一氧化碳”或“點(diǎn)燃酒精燈”），目的是： 。

測得下列數(shù)據(jù)：

①反應(yīng)前玻璃管和內(nèi)盛氧化鐵粉末的總質(zhì)量66．0g（玻璃管的質(zhì)量60．0g）；

②反應(yīng)后玻璃管和內(nèi)盛黑色固體的總質(zhì)量65．8g（冷卻到室溫稱量）。

【分析與討論】 本實(shí)驗(yàn)中，玻璃管內(nèi)固體粉末由紅色全部變?yōu)楹谏�。小明同學(xué)認(rèn)為該黑色固體全部是鐵，但小華同學(xué)提出了質(zhì)疑，于是大家提出查閱資料。

【查閱資料】

①一氧化碳還原氧化鐵的固體產(chǎn)物的成分與反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間等因素有關(guān)。

②一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)過程中固體產(chǎn)物可能有四氧化三鐵、氧化亞鐵、鐵。

③

物質(zhì)	四氧化三鐵	氧化亞鐵	氧化鐵	鐵粉
顏色	黑色	黑色	紅色	黑色
能否被磁鐵吸引	能	不能	不能	能

【實(shí)驗(yàn)與猜想】

①該小組同學(xué)將反應(yīng)后的黑色固體研磨后，再用磁鐵吸引，發(fā)現(xiàn)黑色固體粉末全部能被吸引，則該黑色固體粉末中不可能含有 和 。

②進(jìn)行猜想：黑色固體粉末可能 a．全部為鐵 b． c．

【得出結(jié)論】 通過實(shí)驗(yàn)中獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得出黑色固體粉末為 。

【反思與評價】

①一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)中，若要得到鐵可適當(dāng)提高溫度和 。

②實(shí)驗(yàn)裝置圖中采用虛線框內(nèi)的裝置，其作用有 和 等。

Answer 1

【答案】（1） ；高爐 ；生鐵密度大于爐渣的密度；（2） 【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】通入一氧化碳 ；排盡空氣，防止爆炸；【實(shí)驗(yàn)與猜想】 ；和 的混合物 ；【得出結(jié)論】全部為；【反思與評價】① 反應(yīng)時間； ② 收集（處理） 和 檢驗(yàn)

【解析】

試題分析：（1）工業(yè)煉鐵是利用一氧化碳將鐵的氧化物還原得到鐵，故該反應(yīng)是一氧化碳和氧化鐵在高溫下生成鐵和二氧化碳；工業(yè)煉鐵的設(shè)備是高爐；因?yàn)樯�鐵的密度比濾渣大，故出鐵口比較低；（2）【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】一氧化碳是種可燃性的氣體，在實(shí)驗(yàn)室中用一氧化碳來還原氧化鐵時要先通入一氧化碳將裝置內(nèi)的空氣趕盡防止加熱時發(fā)生爆炸；【實(shí)驗(yàn)與猜想】因?yàn)楹谏�固體粉末全部能被吸引，則該黑色固體粉末中不可能含氧化亞鐵和氧化鐵，則黑色固體可以是鐵、可能是四氧化三鐵、可能是鐵和四氧化三鐵的混合物；【得出結(jié)論】依據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)可知氧化鐵的質(zhì)量是：66g-60g=6g，這些氧化鐵中含有的氧元素質(zhì)量是：，由于反應(yīng)前后固體的質(zhì)量差即為氧化鐵失掉的氧的質(zhì)量，所以可知反應(yīng)前后失掉的氧的質(zhì)量是：66g-65．8g=0．2g，所以該固體不可能全是鐵，固體中還有1．6g氧元素沒有失掉，假設(shè)全是四氧化三鐵則其含有的氧元素質(zhì)量是：，故全部是四氧化三鐵，所以該固體粉末是四氧化三鐵；【反思與評價】從查閱資料中可知，一氧化碳還原氧化鐵的固體產(chǎn)物的成分與反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間等因素有關(guān)，故一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)中，若要得到鐵可適當(dāng)提高溫度和延長時間；石灰水可以用來檢驗(yàn)反應(yīng)中有二氧化碳生成，而一氧化碳不能被石灰水吸收，則會將裝置內(nèi)的石灰水排出而收集一氧化碳；