鐵礦石冶煉成鐵是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。煉鐵的原理是利用一氧化碳與氧化鐵的反應(yīng)，該化學(xué)方程式為                                       。

（1）某鋼鐵廠每天需消耗5000t含氧化鐵76%的赤鐵礦石，該廠理論上可以日產(chǎn)含鐵98%的生鐵的質(zhì)量是多少？

（請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程，結(jié)果精確到0.1t）

（2）某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室中模擬煉鐵原理的實(shí)驗(yàn)，并對(duì)固體產(chǎn)物的成分進(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，酒精燈b的作用是                 。

【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】該小組按上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，在一定溫度下進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，測(cè)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)量為60.0g）。

②反應(yīng)后玻璃管和內(nèi)盛黑色固體的總質(zhì)量m（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(shí)間等因素有關(guān)。

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

③

物質(zhì)

性質(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

【進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)和得出結(jié)論】

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氧化鐵和        。

②該小組同學(xué)將黑色固體粉末投入硫酸銅溶液中，一段時(shí)間后無(wú)紫紅色固體析出，則該黑色固體粉末為        。其實(shí)，進(jìn)行如上圖所示實(shí)驗(yàn)后，若測(cè)得反應(yīng)后玻璃管和內(nèi)盛黑色固體的總質(zhì)量m為        g，也能得出這個(gè)結(jié)論。

【反思與評(píng)價(jià)】一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)中，若要得到鐵可適當(dāng)提高反應(yīng)溫度和延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間。上圖所示實(shí)驗(yàn)裝置中，應(yīng)作的一處修改是                             。

 

【答案】

3CO+Fe2O3高溫2Fe+3CO2     

（1）2714.3t

（2）【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】 尾氣處理，防止空氣污染

【進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)和得出結(jié)論】①氧化亞鐵     ②四氧化三鐵      65.8g

【反思與評(píng)價(jià)】將酒精燈a換成酒精噴燈

【解析】

試題分析：

⑴設(shè)生鐵質(zhì)量為X

3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2

160      112

5000t×76%    98%X

X=2714.3t

⑵【進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)和得出結(jié)論】①根據(jù)表格提供信息，不能被磁鐵吸引的除氧化鐵外，還有氧化亞鐵。②根據(jù)題意，該粉末不能置換出硫酸銅溶液中的銅，則該黑色粉末不是鐵粉，從而該粉末只能是四氧化三鐵。后半題實(shí)際是問(wèn)：如果生成四氧化三鐵，則反應(yīng)后會(huì)有多少固體物質(zhì)存在呢？為此，我們可以先列出反應(yīng)方程式，并通過(guò)方程式求解，具體過(guò)程如下：

設(shè)生成四氧化三鐵質(zhì)量為X

CO＋3Fe2O32Fe3O4＋CO2

     3×160      2×232

(66－60)g       X

X=5.8g

反應(yīng)后玻璃管和內(nèi)盛黑色固體的總質(zhì)量m為60g＋5.8g=65.8g時(shí)，也能得出只生成四氧化三鐵這一結(jié)論。

【反思與評(píng)價(jià)】根據(jù)題意，要提高反應(yīng)溫度，只有將酒精燈a換成酒精噴燈，當(dāng)然也可以給酒精燈加上網(wǎng)罩，以使火焰集中，從而提高溫度。不過(guò)這樣的效果可能不如換用酒精噴燈好。

考點(diǎn)：化學(xué)計(jì)算，化學(xué)實(shí)驗(yàn)

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：初中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

（1）石油在煉油廠精餾塔中分餾可得到汽油、煤油、柴油等產(chǎn)品，其中汽油是汽車的主要燃料．請(qǐng)回答：
①汽油是
 
（填“純凈物”或“混合物”）；
②汽油充分燃燒的產(chǎn)物是二氧化碳和水，由此可推斷汽油的組成元素一定含有
 
元素；
（2）鐵礦石冶煉成鐵是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程．把鐵礦石和焦炭、石灰石一起加入高爐，在高溫下通入空氣進(jìn)行一系列反應(yīng)把鐵從鐵礦石里還原出來(lái)．
①赤鐵礦（主要成分為Fe2O3）在高爐里反應(yīng)生成單質(zhì)鐵的化學(xué)方程式是：
 
；
②用1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96%的生鐵
 
t．

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科目：初中化學(xué) 來(lái)源： 題型：閱讀理解

鐵礦石冶煉成鐵是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，把鐵礦石和焦炭、石灰石一起加入高爐，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(lái)．一氧化碳還原氧化鐵的化學(xué)方程式為
 
．某化學(xué)興趣小組同學(xué)在學(xué)習(xí)煉鐵的相關(guān)內(nèi)容時(shí)，對(duì)煉鐵時(shí)還原劑的選擇進(jìn)行了如下探究．
【提出問(wèn)題】單質(zhì)碳也具有還原性，碳還原氧化鐵的化學(xué)方程式為
 
．為什么工業(yè)上不用焦炭作為還原劑直接還原鐵礦石？
【猜想與假設(shè)】焦炭和鐵礦石都是固體，接觸面積小，反應(yīng)不易完全．
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)如下：
①稱取兩份相同質(zhì)量的氧化鐵粉末．一份與足量的碳粉均勻混合放入下圖裝置A的試管中；另一份放入下圖裝置B的玻璃管中．
②裝置A和B兩組實(shí)驗(yàn)同時(shí)開(kāi)始進(jìn)行．在裝置B的反應(yīng)中，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前應(yīng)先
 
（選填“通CO”或“加熱”）； 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)繼續(xù)通入CO直至冷卻至室溫，其原因是
 
．

精英家教網(wǎng)
【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】當(dāng)裝置B的玻璃管中固體完全由
 
時(shí)（選填“紅色變?yōu)楹谏被颉昂谏優(yōu)榧t色”），裝置A的試管中仍有
 
．
【解釋與結(jié)論】焦炭和鐵礦石都是固體，接觸面積小，反應(yīng)確實(shí)不易完全，這可能是工業(yè)上不用焦炭作為還原劑直接還原鐵礦石的一個(gè)原因．
【交流與反思】經(jīng)過(guò)查閱資料和討論，該小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)除了上述原因外，工業(yè)上不用焦炭作為還原劑直接還原鐵礦石還有一些其它原因，試寫(xiě)出其中的一個(gè)：
 
．
【完善實(shí)驗(yàn)】聯(lián)想到單質(zhì)碳的一些化學(xué)性質(zhì)，甲同學(xué)認(rèn)為在碳還原氧化鐵的反應(yīng)中可能還會(huì)有CO產(chǎn)生．為了證明碳還原氧化鐵所得的氣體中含有CO和CO2，將該氣體通過(guò)下圖的檢驗(yàn)裝置，正確的連接順序是
 
（選填字母，裝置可重復(fù)使用）．經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)，證實(shí)碳還原氧化鐵所得的氣體中確實(shí)含有CO和CO2，因此裝置A的不足之處是
 
．精英家教網(wǎng)
【拓展延伸】乙同學(xué)用下圖測(cè)定鐵的相對(duì)原子質(zhì)量，主要實(shí)驗(yàn)步驟如下（必要的固定裝置已略去）：
①連接裝置并檢查裝置氣密性；精英家教網(wǎng)
②加入藥品和水；
③記錄c中液面刻度（c為帶有刻度的玻璃管）；
④由a向b中滴加稀硫酸至過(guò)量；
⑤待b中不再有氣體產(chǎn)生并恢復(fù)至室溫后，記錄c中液面刻度，計(jì)算得到氣體的體積為V mL（經(jīng)查，室溫室壓下該氣體密度為ρ g/L）．
（1）檢驗(yàn)該裝置氣密性的方法是
 
．
（2）為使測(cè)得的氣體體積更精確，記錄c中液面刻度時(shí)，除使視線與凹液面的最低處相平外，還應(yīng)
 
．
（3）如果實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)稀硫酸的量不足，應(yīng)
 
（選填“中途加酸”或“重新實(shí)驗(yàn)”）．
（4）丙同學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中由于缺少某一步驟導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺乏而無(wú)法計(jì)算，該步驟是
 
．

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科目：初中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

（1）石油在煉油廠精餾塔中分餾可得到汽油、煤油、柴油等產(chǎn)品，其中汽油是汽車的主要燃料．請(qǐng)回答：
①汽油是
 
 （填“純凈物”或“混合物”）；
②汽油充分燃燒的產(chǎn)物是二氧化碳和水，由此可推斷汽油的組成元素一定含有
 
 元素；
（2）鐵礦石冶煉成鐵是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程．把鐵礦石和焦炭、石灰石一起加入高爐，在高溫下通入空氣進(jìn)行一系列反應(yīng)把鐵從鐵礦石里還原出來(lái)．
①赤鐵礦（主要成分為Fe2O3）在高爐里反應(yīng)生成單質(zhì)鐵的化學(xué)方程式是：
 
；
②用1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96%的生鐵
 
t．

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科目：初中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，我國(guó)就開(kāi)始生產(chǎn)和使用鐵器．鐵礦石冶煉成鐵是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程．
（1）在實(shí)驗(yàn)室里，可以利用圖A、B兩套裝置將氧化鐵還原成鐵：

①裝置A中，木炭和氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式為
3C+2Fe2O3
 高溫 
.
 
4Fe+3CO2↑
3C+2Fe2O3
 高溫 
.
 
4Fe+3CO2↑
，該反應(yīng)所屬基本反應(yīng)類型為
置換
置換
反應(yīng)；澄清石灰水中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O
CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O
．
②裝置B中，應(yīng)先
通一氧化碳
通一氧化碳
（選填“通一氧化碳”或“加熱氧化鐵”）；裝置末端的酒精燈能將一氧化碳轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的二氧化碳，一氧化碳有毒是因?yàn)?!--BA-->
一氧化碳極易與血液中的血紅蛋白結(jié)合，從而使血紅蛋白不能再與氧氣結(jié)合
一氧化碳極易與血液中的血紅蛋白結(jié)合，從而使血紅蛋白不能再與氧氣結(jié)合
．
（2）圖C是教材中煉鐵高爐及爐內(nèi)化學(xué)變化過(guò)程示意圖：
①若采用的鐵礦石主要成分為氧化鐵，請(qǐng)寫(xiě)出A區(qū)和B區(qū)所發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式：
A區(qū)：
3CO+Fe2O3
 高溫 
.
 
2Fe+3CO2
3CO+Fe2O3
 高溫 
.
 
2Fe+3CO2

B區(qū)：
C+O2
 點(diǎn)燃 
.
 
CO2 CO2+C
 高溫 
.
 
2CO
C+O2
 點(diǎn)燃 
.
 
CO2 CO2+C
 高溫 
.
 
2CO

②要煉出含鐵96%的生鐵3000t，至少需要含氧化鐵90%的赤鐵礦石的質(zhì)量是多少？

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科目：初中化學(xué) 來(lái)源： 題型：閱讀理解

鐵礦石冶煉成鐵是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，把鐵礦石和焦炭、石灰石一起加入高爐，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(lái)．一氧化碳還原氧化鐵的化學(xué)方程式為
3CO+Fe2O3
 高溫 
.
 
2Fe+3CO2
3CO+Fe2O3
 高溫 
.
 
2Fe+3CO2
．某化學(xué)興趣小組同學(xué)在學(xué)習(xí)煉鐵的相關(guān)內(nèi)容時(shí)，對(duì)煉鐵時(shí)還原劑的選擇進(jìn)行了如下探究．
[提出問(wèn)題]單質(zhì)碳也具有還原性，碳還原氧化鐵的化學(xué)方程式為
3C+2Fe2O3
 高溫 
.
 
4Fe+3CO2↑
3C+2Fe2O3
 高溫 
.
 
4Fe+3CO2↑
．為什么工業(yè)上不用焦炭作為還原劑直接還原鐵礦石？
[猜想與假設(shè)]焦炭和鐵礦石都是固體，接觸面積小，反應(yīng)不易完全．
[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)如下：
①稱取兩份相同質(zhì)量的氧化鐵粉末．一份與足量的碳粉均勻混合放入下圖裝置A的試管中；另一份放入下圖裝置B的玻璃管中．
②裝置A和B兩組實(shí)驗(yàn)同時(shí)開(kāi)始進(jìn)行．在裝置B的反應(yīng)中，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前應(yīng)先
通CO
通CO
（選填“通CO”或“加熱”）； 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)繼續(xù)通入CO直至冷卻至室溫，其原因是
防止高溫下鐵又被進(jìn)入的空氣氧化
防止高溫下鐵又被進(jìn)入的空氣氧化
．

[實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象]當(dāng)裝置B的玻璃管中固體完全由
紅色變?yōu)楹谏?/div>
紅色變?yōu)楹谏?/div>時(shí)（選填“紅色變?yōu)楹谏被颉昂谏優(yōu)榧t色”），裝置A的試管中仍有
仍有紅色物質(zhì)
仍有紅色物質(zhì)
．
[解釋與結(jié)論]焦炭和鐵礦石都是固體，接觸面積小，反應(yīng)確實(shí)不易完全，這可能是工業(yè)上不用焦炭作為還原劑直接還原鐵礦石的一個(gè)原因．
[交流與反思]經(jīng)過(guò)查閱資料和討論，該小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)除了上述原因外，工業(yè)上不用焦炭作為還原劑直接還原鐵礦石還有一些其它原因，試寫(xiě)出其中的一個(gè)：
焦炭是固體，不容易和生成的鐵分離
焦炭是固體，不容易和生成的鐵分離
．
[完善實(shí)驗(yàn)]聯(lián)想到單質(zhì)碳的一些化學(xué)性質(zhì)，甲同學(xué)認(rèn)為在碳還原氧化鐵的反應(yīng)中可能還會(huì)有CO產(chǎn)生．為了證明碳還原氧化鐵所得的氣體中含有CO和CO2，將該氣體通過(guò)下圖的檢驗(yàn)裝置，正確的連接順序是
C→D→C→E→C
C→D→C→E→C
（選填字母，裝置可重復(fù)使用）．經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)，證實(shí)碳還原氧化鐵所得的氣體中確實(shí)含有CO和CO2，因此裝置A的不足之處是
缺少尾氣處理裝置
缺少尾氣處理裝置
．

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