Question

鐵是現(xiàn)代化學工業(yè)的基礎，人類進步所必不可少的金屬材料．
（1）圖1為鐵元素在元素周期表中的信息，鐵元素的原子序數(shù)為

 

，亞鐵離子（Fe²⁺）的核外電子數(shù)為

 

．
（2）健康人體內，總量4～5g的鐵元素主要以

 

（選填“單質”、“化合物”）形式存在，缺鐵會患上

 

（填字母）．
a．骨質疏松    b．甲狀腺疾病    c．貧血癥    d．侏儒癥

【實驗一】興趣小組通過圖2實驗研究鐵的冶煉
（3）試寫出一氧化碳和氧化鐵在高溫下生成鐵的化學反應方程式

 

；
（4）實驗一段時間后，觀察到B處澄清石灰水變

 

；
A處紅棕色固體變?yōu)楹谏�，小明將所得的黑色固體物質放入足量的稀硫酸中，發(fā)現(xiàn)有少量氣泡．寫出反應的化學方程式

 

，說明黑色固體物質

 

（填字母）．
a．不含鐵    b．一定全部是鐵    c．含有鐵
【資料1】已知鐵的氧化物均能逐步失去其中的氧，最終被還原為鐵．
Fe₂O₃

400℃～500℃

Fe₃O₄

600℃～680℃

FeO

700℃～800℃

Fe   
【資料2】實驗研究表明：該實驗得到是四氧化三鐵與鐵粉的混合物
【實驗二】研究后興趣小組用圖3實驗研究實驗一所得黑色粉末中單質鐵的質量分數(shù)

【資料3】氫氧化鈉溶液和石灰水類似都可以與二氧化碳反應，但吸收能力比石灰水強
（5）從安全與規(guī)范的角度考慮，裝置C后面應連接

 

（選填裝置序號）
（6）鐵與四氧化三鐵的混合物10g充分反應后，玻璃管中剩余固體（單質鐵）的質量為7.6g．請計算10g黑色粉末中單質鐵的質量分數(shù)．（寫出計算過程）

Answer 1

考點：元素周期表的特點及其應用,一氧化碳還原氧化鐵,原子和離子的相互轉化,元素的概念,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,人體的元素組成與元素對人體健康的重要作用

專題：化學用語和質量守恒定律,金屬與金屬材料

分析：（1）根據(jù)元素周期表的信息以及離子形成過程來分析；（2）根據(jù)元素在人體內的存在形式以及鐵元素與人體健康的關系來分析；（3）根據(jù)反應原理找出反應物、生成物、反應條件，根據(jù)化學方程式的書寫方法、步驟進行書寫；（4）根據(jù)二氧化碳的性質來分析；（5）根據(jù)鐵的化學性質來分析；（6）根據(jù)尾氣中含有一氧化碳來分析；（7）由混合物的質量和固體減少的質量根據(jù)四氧化三鐵和一氧化碳反應的化學方程式可知固體減少的質量就是四氧化三鐵中氧元素的質量，根據(jù)氧元素的質量從而求出四氧化三鐵的質量進而求出混合物中鐵的質量分數(shù)．

解答：解：（1）鐵的原子序數(shù)為26，在原子中原子序數(shù)=質子數(shù)=核外電子數(shù)，故鐵原子有26個電子，形成亞鐵離子時失去了2個電子，故亞鐵離子還有24個電子，故填：26；24；
（2）元素在人體內主要是以化合物的形式存在的，缺鐵易患貧血，故填：化合物；c；
（3）一氧化碳還原氧化鐵，主要是利用CO的還原性，在高溫下和氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，反應的化學方程式為Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂．故填：Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂；
（4）產(chǎn)生的二氧化碳與氫氧化鈣反應生成了碳酸鈣白色沉淀和水，故填：渾濁；
（5）鐵能與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，此現(xiàn)象說明黑色固體中含有鐵，但不一定全部是鐵．故填：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；c；
（6）尾氣中含有有毒的一氧化碳氣體，不能直接排放到空氣中，需將其點燃處理，故填：D；
（7）解：設四氧化三鐵的質量為x，由四氧化三鐵和一氧化碳反應的化學方程式可知固體減少的質量就是四氧化三鐵中氧元素的質量可知：
Fe₃O₄+4CO

高溫  .

3Fe+4CO₂        減少的質量
232                           232-168=64
x                           10g-7.6g=2.4g

232

64

=

x

2.4g

x=8.7g
則混合物中鐵的質量分數(shù)為：

10g-8.7g

10g

×100%=13%
答：10g黑色粉末中單質鐵的質量分數(shù)為13%．

點評：本題主要考查有關化學方程式的計算，難度較大．解答本題的關鍵是找到物質間的差量，運用差量法來求解．