Question

某化學興趣小組想對某次高爐煉鐵得到的生鐵中鐵的質(zhì)量分數(shù)進行探究，請按要求完成下列探究報告。

【實驗目的】

測定生鐵中鐵的質(zhì)量分數(shù)。

【資料支撐】

生鐵中除鐵外，還含有碳、硅、錳、磷和硫等元素。碳在生鐵中以兩種形態(tài)存在：一種是單質(zhì)碳(石墨)，另一種是化合碳(如Fe3C等)；硅、錳、磷、硫存在形式較為復雜；這些物質(zhì)通常都不與稀硫酸發(fā)生化學反應。

【設計思路】

要測定生鐵中鐵的質(zhì)量分數(shù)，必須先通過實驗測定并計算鐵的質(zhì)量，基本思路是：

_______________________________________________________。

【實驗過程】

①取一只燒杯，稱得其質(zhì)量為70.4g，加入一定量生鐵的樣品碎屑，稱得燒杯和樣品的總質(zhì)量為102.4g；

②向盛有生鐵樣品的燒杯中加入稀硫酸，邊加邊攪拌，直到燒杯中不再產(chǎn)生氣泡，再加入少量稀硫酸以確保過量，測得共用去稀硫酸247.3g；

③靜置，稱量。稱得燒杯和剩余物質(zhì)的總質(zhì)量為348.7g。

【數(shù)據(jù)處理】計算該生鐵樣品中單質(zhì)鐵的質(zhì)量分數(shù)是多少?(寫出計算過程)

【交流討論】

(1)實驗過程中稀硫酸要過量的原因是：_________________________；

(2)經(jīng)質(zhì)檢部門精確測定，該樣品中鐵元素的總含量為95.2％。假設沒有與稀硫酸反應的鐵都以Fe3C形式存在，則樣品中Fe3C的質(zhì)量為________(計算結(jié)果保留一位小數(shù))；

(3)該小組的同學還查閱到：一氧化碳具有可燃性，點燃一氧化碳與空氣的混合物有可能爆炸。他們按下表中的體積比收集四瓶一氧化碳和空氣的混合氣，并點火實驗，結(jié)果列于下表中：

V(CO):V(空氣)	3:7	5:5	7:3	8:2
點火處理	炸	炸	炸	不炸

①由上述實驗可知，CO在空氣混合氣中的爆炸極限(體積分數(shù))約為12.5％~_______；

②由此我們得到啟示：在點燃或加熱一氧化碳前，一定要先_________；

③一氧化碳還可用于煉鐵，請寫出一氧化碳與氧化鐵反應的化學方程式：__________

 

Answer 1

【設計思路】將生鐵樣品與過量稀硫酸反應(1分)，并測定反應前后燒杯和燒杯內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量差得出氫氣的質(zhì)量，再計算出鐵的質(zhì)量(1分)(合理即可)

【數(shù)據(jù)處理】

    解：氫氣的質(zhì)量＝102.4g+247.3g—348.7g＝1g……………………(1分)

    設鐵的質(zhì)量為x

   Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑

   56              2

   x              1g

   

    x＝28g  ……………………………………………………………………(1分)

    鐵的質(zhì)量分數(shù)＝28g/(102.4g—70.4g) ×100％＝87.5％……………………(1分)

    答：略

【交流討論】(1)保證將單質(zhì)鐵全部反應(1分)   

(2)2.6g(1分) 

(3)①80％(1分)

②驗純(1分) 

③Fe2O3+3CO 高溫 2Fe+3CO2(2分)

解析:略