Question

【題目】人類(lèi)的生產(chǎn)和生活都離不開(kāi)金屬。

Ⅰ.金屬元素在自然界中分布很廣，在地殼中主要以礦物形式存在。下列礦石的主要成分不屬于氧化物的

是 （填序號(hào)），孔雀石中銅元素的化合價(jià) ；如將一定量的鐵加入到硫酸銅和硫酸鋅的混合溶液中，充分反應(yīng)后，濾液中一定含有的溶質(zhì)是 ，濾渣中一定含有 。

Ⅱ.鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬。

（1）下圖是工業(yè)煉鐵示意圖。其中，焦炭的作用是燃燒提供能量和 ；寫(xiě)出有鐵生成的化學(xué)方程式為 。

（2）某興趣小組在實(shí)驗(yàn)室中模擬煉鐵的化學(xué)原理，用一氧化碳還原純凈的氧化鐵粉末，實(shí)驗(yàn)裝置如圖。

①實(shí)驗(yàn)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(yīng)的化學(xué)方程式是 。

②該裝置有何不妥？ 。

（3）該化學(xué)興趣小組的同學(xué)利用改正后的裝置對(duì)一份由鐵粉和氧化鐵組成的混合物進(jìn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)，高溫灼燒至質(zhì)量不再變化，稱(chēng)得玻璃管中固體質(zhì)量為6g，請(qǐng)計(jì)算：

①該混合物中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比。（1分）

②該混合物中鐵粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（結(jié)果保留一位小數(shù)）（2分）

Answer 1

【答案】Ⅰ.B；+2；硫酸亞鐵和硫酸鋅；銅；

Ⅱ（1）制備一氧化碳；Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；

（2）①紅色固體變成黑色；CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；

②沒(méi)有尾氣處理裝置；

（3）①6:1；②44.4 %。

【解析】

試題分析：Ⅰ.由礦石的成分可知，孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3，由銅、氧、氫、碳四種元素組成，不屬于氧化物；根據(jù)化合物中各元素正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0可求出孔雀石中銅元素的化合價(jià)為+2價(jià)；根據(jù)在金屬活動(dòng)順序表中鐵、銅、鋅三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)殇\＞鐵＞銅，所以向硫酸銅和硫酸鋅的混合溶液中加入一定量的鐵粉，鐵可以硫酸銅溶液反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵，不能和硫酸鋅發(fā)生反應(yīng)；充分反應(yīng)后過(guò)濾，得到濾渣和濾液，如果鐵粉過(guò)量，則濾渣中含有鐵粉和銅粉，如果鐵粉恰好完全反應(yīng)，則濾渣中只有銅，所以濾渣中一定有銅；無(wú)論鐵粉是否過(guò)量，濾液中都一定有反應(yīng)后生成的硫酸亞鐵和不和鐵發(fā)生反應(yīng)的硫酸鋅；故答案為：B；+2；硫酸亞鐵和硫酸鋅；銅；

Ⅱ.（1）根據(jù)煉鐵高爐中反應(yīng)可知，碳首先燃燒生成二氧化碳放出大量的熱量，可為還原鐵礦石提供熱量，反應(yīng)生成的二氧化碳可以和焦炭反應(yīng)生成CO，然后一氧化碳再還原鐵礦石。所以，焦炭的作用是燃燒提供能量和制取CO；生成鐵的反應(yīng)方程式為：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；

（2）①一氧化碳具有還原性，可與紅棕色的氧化鐵反應(yīng)生成黑色的鐵和二氧化碳；所以，實(shí)驗(yàn)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(yīng)生成了碳酸鈣沉淀和水，反應(yīng)的方程式是：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；

②由于該反應(yīng)的尾氣中含有一氧化碳，直接釋放會(huì)對(duì)空氣造成污染；所以，該裝置的缺陷是：沒(méi)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):1.2g=6:1

②氧化鐵的質(zhì)量為：=4g

該混合物中鐵粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：×100%=44.4%。