Question

鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎(chǔ)．

（1）如圖1是教材中煉鐵高爐及爐內(nèi)化學變化過程示意圖，根據(jù)圖示回答下列問題．

若圖中采用的鐵礦石的主要成分為氧化鐵，請寫出A區(qū)和B區(qū)所發(fā)生主要反應(yīng)的化學方程式：

A區(qū)　Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂　．

B區(qū)　C+O₂CO₂，CO₂+C2CO　．

（2）某興趣小組在實驗室中模擬煉鐵化學原理的實驗，對固體產(chǎn)物成分等進行探究．

【設(shè)計實驗】

用一氧化碳還原純凈的氧化鐵粉末，實驗裝置如圖2．

【進行實驗】

該小組按上述實驗設(shè)計，在一定溫度下進行了實驗，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)量為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】

本實驗中，玻璃管內(nèi)固體粉末由紅色全部變?yōu)楹谏�．小明同學認為該黑色固體全部是鐵，但小華同學提出了質(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驗過程中固體產(chǎn)物可能有四氧化三鐵、氧化亞鐵、鐵．

③

物質(zhì) 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

①該小組同學將反應(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進行猜想：黑色固體粉末可能

a．全部為鐵     b．　    　      c．　   　

【得出結(jié)論】

通過實驗中獲得的數(shù)據(jù)進行計算，得出黑色固體粉末為（寫名稱）　        　。

【反思與評價】

①一氧化碳還原氧化鐵的實驗中，若要得到鐵可適當提高反應(yīng)溫度和延長反應(yīng)時間．

②實驗裝置圖中采用虛線框內(nèi)的裝置，其作用有　    　。

A．收集一氧化碳     B．吸收二氧化碳     C．檢驗二氧化碳．

 

Answer 1

【答案】

（1）A、Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂；B、C+O₂CO₂，CO₂+C2CO；

（2）【實驗與猜想】①氧化亞鐵；②全部是四氧化三鐵；鐵與四氧化三鐵的混合物；

【得出結(jié)論】鐵與四氧化三鐵的混合物；

【反思與評價】A、B；

【解析】（1）依據(jù)A區(qū)主要是生成鐵的反應(yīng)，所以方程式為：Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂；而B區(qū)主要是產(chǎn)生一氧化碳共發(fā)生了兩個反應(yīng)，方程式為：C+O₂CO₂，CO₂+C2CO；

（2）【實驗與猜想】

①依據(jù)表中信息可知不能被磁鐵吸引的物質(zhì)是氧化鐵和氧化亞鐵，固體全部能被吸引，說明固體中一定不含有這兩者；

②由于鐵與四氧化三鐵均能被磁鐵吸引，所以可對黑色固體的成分可能是：全部是鐵；全部是四氧化三鐵；兩者的混合物；

【得出結(jié)論】依據(jù)實驗測得的數(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：6g××100%=1.8g，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﹣65.2g=0.8g，所以該固體不可能全是鐵，固體中還有1g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：5.2g××100%≈1.43g，故不可能全部是四氧化三鐵，所以該固體粉末是鐵與四氧化三鐵的混合物；

【反思與評價】因為二氧化碳和氫氧化鈉溶液能反應(yīng)且無現(xiàn)象，一氧化碳不能與氫氧化鈉反應(yīng)；

A、由于一氧化碳不能與氫氧化鈉反應(yīng)，結(jié)合裝置的特點可知該裝置能收集一氧化碳，同時排出氫氧化鈉溶液； B、二氧化碳和氫氧化鈉溶液能反應(yīng)，所以可以用來吸收二氧化碳； C、由于二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應(yīng)時沒有明顯的現(xiàn)象產(chǎn)生，所以不能用它來檢驗二氧化碳的存在。