【題目】早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期,我國(guó)就開始生產(chǎn)和使用鐵器。工業(yè)煉鐵把鐵礦石和焦炭、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。
一氧化碳還原氧化鐵的化學(xué)方程式為: 。其中,石灰石起的作用是 。
(一)甲組同學(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)】
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圖1裝置A的試管中;另一份放入圖1裝置B的玻璃管中。
②圖1裝置A和B兩組實(shí)驗(yàn)同時(shí)開始進(jìn)行。在圖1裝置B的反應(yīng)中,實(shí)驗(yàn)開始前應(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 。
【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】
當(dāng)圖1裝置B的玻璃管中固體完全由 時(shí)(選填“紅色變?yōu)楹谏?/span>”或“黑色變?yōu)榧t色”),圖1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。
【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,將該氣體通過圖2的檢驗(yàn)裝置。圖2A裝置中的試劑是(寫名稱,下同) ,圖2B裝置中的試劑是氫氧化鈉溶液,用以吸收二氧化碳(2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O );證明原混合氣體中CO2存在的化學(xué)方程式 ;證明原混合氣體中CO存在的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 ;經(jīng)過檢驗(yàn),證實(shí)碳還原氧化鐵所得的氣體中確實(shí)含有CO和CO2。
(二)精還原鐵粉是一種重要的化工原料,某興趣小組對(duì)其進(jìn)行下列研究:
【物質(zhì)制備】
利用綠礬制備精還原鐵粉的工藝流程如下:
粗還原鐵粉中還含有少量鐵的氧化物和Fe3C雜質(zhì),可用氫氣在高溫下進(jìn)一步還原,其反應(yīng)方程式為
FexOy+yH2xFe+yH2O,Fe3C+2H23Fe+CH4。
【含量測(cè)定】
為得到精還原鐵粉并測(cè)定粗還原鐵粉中氧和碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù),按圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
已知3CH4+4Fe2O33CO2+6H2O+8Fe(假設(shè)每步反應(yīng)都完全,且不考慮裝置內(nèi)原有空氣對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響)。
(1)主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①按順序組裝儀器,檢查裝置的氣密性,稱量樣品和必要裝置的質(zhì)量;
②緩緩?fù)ㄈ爰儍舾稍锏?/span>H2;
③點(diǎn)燃酒精燈, (填“先點(diǎn)A處,后點(diǎn)C處”或“先點(diǎn)C處,后點(diǎn)A處”);
④分別熄滅A處、C處酒精燈;
⑤再緩緩?fù)ㄈ肷倭?/span>H2;
⑥再次稱量必要裝置的質(zhì)量
(2)步驟②的目的是 ,驗(yàn)證該步驟目的達(dá)到的實(shí)驗(yàn)方法是 ;
(3)若缺少裝置D,則所測(cè)氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將 (填“偏大”,“偏小”或“不變”)。
(4)粗還原鐵粉樣品的質(zhì)量為15.000g,裝置B、E分別增重0.270g和0.330g,則計(jì)算樣品出中碳、氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別是 。(列出計(jì)算過程,2分)
【答案】3CO+Fe2O32Fe+3CO2;將礦石中的二氧化硅等雜質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣而除去的。
(一)【提出問題】3C+2Fe2O3高溫4Fe+3CO2↑
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】②通CO;防止液體倒吸進(jìn)入硬質(zhì)粗玻璃管,造成炸裂且防止高溫下鐵又被進(jìn)入的空氣氧化。
【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】紅色變?yōu)楹谏;紅色物質(zhì)。
【完善實(shí)驗(yàn)】澄清石灰水;Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O;黑色粉末變成紅色。
(二)(1)③先點(diǎn)C處,后點(diǎn)A處。(2)排盡空氣,防止爆炸;收集尾氣,進(jìn)行驗(yàn)純。
(3)不變(4)w(C)=0.6%;w(O)=1.6%。
【解析】
試題分析∶根據(jù)所學(xué)知識(shí)和題中信息知,工業(yè)煉鐵把鐵礦石和焦炭、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。一氧化碳還原氧化鐵的化學(xué)方程式為:3CO+Fe2O3高溫2Fe+3CO2;其中,石灰石起的作用是將礦石中的二氧化硅等雜質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣而除去的。(一)甲組同學(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!咎岢鰡栴}】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↑。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!具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)】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圖1裝置A的試管中;另一份放入圖1裝置B的玻璃管中。②圖1裝置A和B兩組實(shí)驗(yàn)同時(shí)開始進(jìn)行。在圖1裝置B的反應(yīng)中,實(shí)驗(yàn)開始前應(yīng)先通CO;實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)繼續(xù)通入CO直至冷卻至室溫,其原因是防止液體倒吸進(jìn)入硬質(zhì)粗玻璃管,造成炸裂且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)圖1裝置B的玻璃管中固體完全由紅色變?yōu)楹谏珪r(shí);圖1裝置A的試管中仍有紅色物質(zhì)!窘忉屌c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!就晟茖(shí)驗(yàn)】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,將該氣體通過圖2的檢驗(yàn)裝置。圖2A裝置中的試劑是澄清石灰水;圖2B裝置中的試劑是氫氧化鈉溶液,用以吸收二氧化碳(2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O );證明原混合氣體中CO2存在的化學(xué)方程式是Ca(OH﹚2+CO2=CaCO3↓+H2O;證明原混合氣體中CO存在的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是黑色粉末變成紅色。經(jīng)過檢驗(yàn),證實(shí)碳還原氧化鐵所得的氣體中確實(shí)含有CO和CO2。(二)精還原鐵粉是一種重要的化工原料,某興趣小組對(duì)其進(jìn)行下列研究:【物質(zhì)制備】利用綠礬制備精還原鐵粉的工藝流程如下:粗還原鐵粉中還含有少量鐵的氧化物和Fe3C雜質(zhì),可用氫氣在高溫下進(jìn)一步還原,其反應(yīng)方程式為FexOy+yH2高溫xFe+yH2O,Fe3C+2H2高溫3Fe+CH4。【含量測(cè)定】為得到精還原鐵粉并測(cè)定粗還原鐵粉中氧和碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù),按圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。已知3CH4+4Fe2O3高溫3CO2+6H2O+8Fe(1)主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:①按順序組裝儀器,檢查裝置的氣密性,稱量樣品和必要裝置的質(zhì)量;②緩緩?fù)ㄈ爰儍舾稍锏?/span>H2;③點(diǎn)燃酒精燈,先點(diǎn)C處,后點(diǎn)A處。④分別熄滅A處、C處酒精燈;⑤再緩緩?fù)ㄈ肷倭?/span>H2;⑥再次稱量必要裝置的質(zhì)量。(2)步驟②的目的是排盡空氣,防止爆炸;驗(yàn)證該步驟目的達(dá)到的實(shí)驗(yàn)方法是收集尾氣,進(jìn)行驗(yàn)純。(3)若缺少裝置D,則所測(cè)氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將不變。(4)粗還原鐵粉樣品的質(zhì)量為15.000g,裝置B、E分別增重0.270g和0.330g,則計(jì)算樣品出中碳、氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別是∶0.330g×﹙12/44×100%﹚/15.0g×100%=0.6%;0.270g×﹙16/18×100%﹚/15.0g×100%=1.6%。
考點(diǎn)∶考查實(shí)驗(yàn)探究的基本思路和方法。
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】日本向國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)匯報(bào)本國(guó)用于核電事業(yè)的放射性原料時(shí),漏報(bào)了640公斤钚(元素符號(hào)Pu,原子序數(shù)94,相對(duì)原子質(zhì)量244),據(jù)悉,這些钚足可以制造80枚核彈頭.請(qǐng)回答:構(gòu)成金屬钚的粒子是__,其原子核外共有__個(gè)電子.
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
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A.蝦青素是由96個(gè)原子構(gòu)成
B.蝦青素中碳、氫、氧元素的質(zhì)量比為10:13:1
C.蝦青素的相對(duì)分子質(zhì)量是596
D.蝦青素中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為41.7%
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
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A. 純堿—NaOH B. 酒精—C2H6O C. 小蘇打—Na2CO3 D. 生石灰—Ca(OH)2
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】盛過石灰水的試劑瓶,用完后瓶壁上附有白色物質(zhì),洗滌該試劑瓶的方法是
A.先用水沖洗,再用稀鹽酸沖洗
B.先用稀鹽酸沖洗,再用水沖洗
C.先用肥皂洗,再用水沖洗
D.先用玻璃棒去掉白色物質(zhì),再用水沖洗
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】分析硫、碳、鐵絲三種物質(zhì)在氧氣中的燃燒,回答問題.
(1)A實(shí)驗(yàn)中能說法發(fā)生化學(xué)變化的現(xiàn)象是 ______________________ ;
(2)B實(shí)驗(yàn)中檢驗(yàn)生成物是二氧化碳的藥品是 ______________ ;
(3)C實(shí)驗(yàn)中集氣瓶底部需要放入少量水的原因是 ______________________ .
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】室驗(yàn)室開放日,小明、小佳、小華、小麗等同學(xué)來到實(shí)驗(yàn)室,看到實(shí)驗(yàn)桌上擺放著四瓶無標(biāo)簽的試劑,分別是兩瓶固體和兩瓶液體,同學(xué)們決定對(duì)“固體與液體”之間的反應(yīng)進(jìn)行一系列探究.
(1)小明同學(xué)從一瓶固體和一瓶液體中各取少量試劑于試管中進(jìn)行混合,立即產(chǎn)生了一種無色氣體,對(duì)氣體是何物質(zhì),同學(xué)們進(jìn)行了大膽的猜想,小佳同學(xué)的猜想可能是①__________;②__________;….
(2)我想設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明小佳同學(xué)猜想①是正確的,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下:
實(shí)驗(yàn)步驟 | 現(xiàn)象及結(jié)論 |
______________ | ______________ |
(3)小華想用如圖給定的收集裝置收集一瓶小佳同學(xué)猜想②中的氣體,則氣體由______________(填a或b)端進(jìn)入.
(4)小麗同學(xué)從另外兩瓶試劑中各取少量試劑于試管中,發(fā)現(xiàn)混合后,固體發(fā)生了變化,但無氣泡放出.同學(xué)們對(duì)加入試管中的固體和液體從不同的反應(yīng)類型、物質(zhì)類別等方面進(jìn)行了大膽的猜想:
猜想一:______________;
猜想二:______________;
猜想三:______________;….
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】質(zhì)量守恒定律對(duì)科學(xué)發(fā)展具有重大意義。小紅、小剛和小濤以“化學(xué)反應(yīng)一定遵守
質(zhì)量守恒定律”為課題進(jìn)行科學(xué)探究,請(qǐng)?zhí)顚懸韵绿骄窟^程中的空格:
三位同學(xué)用如下圖所示的3個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律,其中不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/span>____________(填序號(hào)),理由是_______________________。
⑵小紅選擇A圖實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中觀察到鐵釘表面有 __________ 出現(xiàn),證明鐵釘與硫酸銅溶液發(fā)生了化學(xué)變化,反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為 ;小剛選擇 B圖所示的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中在錐形瓶里放少量白沙的原因是_______________,如果小剛?cè)サ粜馇虿⒉AЧ軗Q成玻璃棒,可能造成的不良后果是 ;小濤選擇 C圖所示實(shí)驗(yàn),圖中他在天平左邊添加砝碼的正確順序是________。(選填“隨便”、“由大到小”、“有小到大”)
⑶結(jié)論分析:請(qǐng)從微觀的角度,簡(jiǎn)要分析你認(rèn)為任何化學(xué)變化都遵守質(zhì)量守恒定律的原因: 。
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