Question

14．善于提出問題、探究問題和解決問題是學(xué)好化學(xué)的重要方法，某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)鐵及其化合物知識時進行了系列研究．
I．提出問題
問題1：鐵為何稱為黑色金屬？
問題2：鐵和氧氣在不同條件下能發(fā)生哪些反應(yīng)？
問題3：鋼鐵廠在選礦時，如何測定鐵礦石中的含鐵量？
Ⅱ．解決問題
【問題1】上網(wǎng)查尋，有兩種說法
a．因為在鐵表面有黑色的鐵的氧化物，所以叫黑色金屬
b．因為鐵的粉末為黑色，鐵的氧化物也均為黑色，所以叫黑色金屬
（1）你認(rèn)為正確的說法是a（填“a”或“b”）
【問題2】通過學(xué)習(xí)，已經(jīng)知道鐵絲在潮濕的空氣中能生銹，也能在純氧中燃燒．
（2）請寫出一種防止鋼鐵生銹的方法涂油或刷漆；
（3）請寫出鐵絲在純氧中燃燒的化學(xué)方程式3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄．
【問題3】同學(xué)們參觀了某鋼鐵廠，了解到鋼鐵廠在選礦時測定鐵礦石中含鐵量的方法較多，小明結(jié)合所學(xué)知識，設(shè)計了如圖所示的實驗裝置測定某赤鐵礦樣品中Fe₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．他稱取l0.0g赤鐵礦，當(dāng)赤鐵礦中的Fe₂O₃全部還原為Fe時，剩余固體在CO的保護下冷卻、稱量．質(zhì)量為7.6g（假設(shè)赤鐵礦中的雜質(zhì)均不與CO反應(yīng)）．
（6）圖中酒精燈的作用是將多余的CO氣體通過燃燒除掉，防止空氣的污染．
（7）該赤鐵礦中Fe₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%（列出計算過程）．

Answer 1

分析 （1）鐵是在高溫下煉制成，高溫下會和空氣中的氧氣反應(yīng)生成四氧化三鐵或氧化亞鐵，顏色都是黑色氧化物，氧化鐵是紅色氧化物，常溫下緩慢氧化或電化腐蝕生成得到，氧化鐵為紅色，四氧化三鐵為黑色；
（2）防止鐵生銹就是使鐵與水或氧氣隔絕；
（3）首先根據(jù)反應(yīng)原理找出反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件，根據(jù)化學(xué)方程式的書寫方法、步驟進行書寫即可；
（4）根據(jù)一氧化碳有毒分析；
（5）根據(jù)反應(yīng)前后質(zhì)量變化利用質(zhì)量差法分析Fe₂0₃的質(zhì)量，進而計算該赤鐵礦中Fe₂0₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）由于氧化鐵為紅色，四氧化三鐵為黑色，則b的說法不正確，a說法正確．故填：a；
（2）防止鐵生銹就是使鐵與水或氧氣隔絕，可以采用涂油或刷漆的方法．故填：涂油或刷漆；
（3）鐵絲在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄．故填：3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄；
（4）由于CO有毒，不能直接排放，應(yīng)該在排放尾氣的導(dǎo)氣管口放一盞燃著的酒精燈，將多余的CO氣體通過燃燒除掉．故填：將多余的CO氣體通過燃燒除掉，防止空氣的污染；
（5）設(shè)該赤鐵礦中Fe₂0₃的質(zhì)量為x
Fe₂O₃ +3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，質(zhì)量減少
160            112       160-112=48
x                        l0.0g-7.6g=2.4g
$\frac{160}{112}=\frac{x}{2.4g}$
x=8g
該赤鐵礦中Fe₂0₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{8g}{10g}$×100%=80%；
故填：80%．

點評 本題考查了物質(zhì)的檢驗與鑒別方法、鐵及其氧化物的性質(zhì)等知識，題目難度較大，注意掌握常見金屬單質(zhì)及其化合物性質(zhì)，明確物質(zhì)檢驗與鑒別的實驗方案的設(shè)計方法．