Question

某活動(dòng)小組根據(jù)如圖所示進(jìn)行模擬煉鐵的實(shí)驗(yàn)，并對產(chǎn)物的成分進(jìn)行探究．

（查閱資料）
﹡在高溫條件下，一氧化碳和氧化鐵可能生成鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵．
﹡鐵的氧化物都能與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，其中氧化鐵為紅棕色，其余都為黑色，只有四氧化三鐵能被磁鐵吸引．
（提出問題）黑色粉末A可能是什么呢？
（進(jìn)行猜想）（1）小明認(rèn)為黑色粉末A全部是鐵粉．請寫出鐵粉與CuSO₄溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式

Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu

．
（2）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)流程，小華認(rèn)為小明的猜想是錯(cuò)誤的，理由是

加入足量硫酸銅溶液反應(yīng)后過濾，還有黑色粉末存在

．
（3）小華提出了他的猜想，請你結(jié)合所學(xué)知識進(jìn)行猜想．
小華猜想：黑色粉末A由鐵粉和四氧化三鐵（Fe₃O₄）組成．
你的猜想：

黑色粉末A由鐵粉和氧化亞鐵組成

．
（實(shí)驗(yàn)探究）請將你的猜想設(shè)計(jì)一套完整的實(shí)驗(yàn)方案．

猜想	實(shí)驗(yàn)操作	可能的現(xiàn)象	結(jié)論
小華猜想	取適量黑色粉末A 用磁鐵吸引	粉末全部被吸引	猜想正確
你的猜想	取適量黑色粉末B用磁鐵吸引	粉末不能被吸引	你的猜想 正確

（實(shí)際應(yīng)用）某鋼鐵廠每天需消耗2000噸含氧化鐵80%的赤鐵礦石，該廠理論上可日產(chǎn)含鐵96%的生鐵多少噸？（寫出具體的計(jì)算過程）

Answer 1

分析：（進(jìn)行猜想）（1）鐵與硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵，可以據(jù)此寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)鐵與硫酸銅反應(yīng)后的產(chǎn)物考慮組成；
（3）根據(jù)黑色物質(zhì)的組成可能的情況進(jìn)行猜測；
（實(shí)驗(yàn)探究）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論和操作再結(jié)合查閱資料中的內(nèi)容推出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；
（實(shí)際應(yīng)用）根據(jù)提供的氧化鐵的質(zhì)量結(jié)合化學(xué)方程式可以求算出鐵的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算出生鐵的質(zhì)量．

解答：解：（進(jìn)行猜想）（1）鐵與硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵，可以據(jù)此寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）由于加入的硫酸銅是足量的，所以固體中的鐵都能被反應(yīng)掉，通過檢測發(fā)現(xiàn)加入硫酸銅后，還有黑色固體不溶物，說明不可能全部為鐵，小明認(rèn)為黑色粉末A全部是鐵粉，所以該說法錯(cuò)誤；
（3）根據(jù)題給資料可知黑色粉末有：鐵粉、四氧化三鐵（Fe₃O₄）、氧化亞鐵，所以這三種相互組合情況有：黑色粉末A由鐵粉和四氧化三鐵（Fe₃O₄）組成、黑色粉末A由鐵粉和氧化亞鐵（FeO）組成、黑色粉末A由鐵粉、氧化亞鐵和四氧化三鐵組成；
（實(shí)驗(yàn)探究）因?yàn)殍F粉和四氧化三鐵能被磁鐵吸引，而氧化亞鐵不能被磁鐵吸引，所以可以用磁鐵來吸引后觀察現(xiàn)象，若黑色粉末A不能全部被吸引，則說明黑色粉末中含有氧化亞鐵；
（實(shí)際應(yīng)用）設(shè)理論上可日產(chǎn)含F(xiàn)e96%的生鐵的質(zhì)量為x．
    Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂
     160          112
2000t×80%       x?96%

160

112

=

2000t×80%

x?96%

x=1166.7t
答：日產(chǎn)含F(xiàn)e98%的生鐵1166.7t
故答案為：（進(jìn)行猜想）（1）Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．
（2）加入足量硫酸銅溶液反應(yīng)后過濾，還有黑色粉末存在．
（3）黑色粉末A由鐵粉和氧化亞鐵組成（或黑色粉末A由鐵粉、氧化亞鐵和四氧化三鐵組成）；
（實(shí)驗(yàn)探究）

猜想	實(shí)驗(yàn)操作	可能的現(xiàn)象	結(jié)論
小華猜想	取適量黑色粉末A用磁鐵吸引	粉末全部被吸引	猜想正確
你的猜想	取適量黑色粉末B用磁鐵吸引	粉末不能被吸引	你的猜想 正確

（實(shí)際應(yīng)用）1166.7t．

點(diǎn)評：要學(xué)會根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論和實(shí)驗(yàn)步驟反推實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的方法，知道常見的黑色固體，并熟記它們的性質(zhì)，學(xué)會根據(jù)查閱資料的信息做題的方法．