Question

【題目】鐵及其化合物在工農業生產和生活中有廣泛應用．

（1）圖1為高爐煉鐵示意圖．從爐底流出的生鐵屬 （填“金屬單質”或“合金”）．

下列作用中①與鐵礦石發生反應生成鐵 ②燃燒供熱 ③除去鐵礦石中少量雜質（如SiO2）④生成CO，屬于從爐頂加入焦炭的作用有 （填字母）．

A．①② B．①③ C．②③ D．②④

（2）實驗室可用圖2裝置模擬工業煉鐵并測定樣品中氧化鐵（Fe2O3）的質量分數（雜質不含鐵元素，且不與CO反應）

【查閱資料】堿石灰能吸收二氧化碳和水蒸氣

【問題討論】裝置B的作用是 ，從環保角度看該實驗裝置有一明顯缺陷是： ．

【數據處理】稱取樣品8.0g，用上述裝置進行實驗，充分反應后稱量A裝置增重4.4g．則 樣品中氧化鐵質量分數為 %．

【實驗反思】當觀察到反應管中固體全部變黑后，若立即停止通CO，則測得的樣品中氧化鐵的質量分數 （填“偏大”，“偏小”，“無影響”）

（3）廢鐵屑的主要成份是鐵，同時還有少量鐵銹（Fe2O3），用于制備動物飼料硫酸亞鐵的流程如下：

①反應器中發生的反應除了Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O和Fe+Fe2（SO4）3=3FeSO4外，還有 ；

②濾液M的溶質有 ，操作2為 ；

③FeSO4的溶解度和析出組成如下表．在操作2中，析出FeSO47H2O晶體的最高溫度不超過 ℃．

溫度t/℃	0	10	30	40	50	60	64	70	80	90
溶解度S/g	15.6	20.5	33.0	40.4	48.8	55.0	55.3	50.6	43.7	37.2
析出晶體	FeSO47H2O							FeSO44H2O	FeSO4H2O

（4）5.56g硫酸亞鐵晶體（FeSO4xH2O）隔絕空氣受熱分解時，生成金屬氧化物和氣體．固體產物的質量隨溫度變化的曲線如圖3所示．

①0～t1℃，發生的變化是加熱失去結晶水，x= ；

②t2℃時B點固體組成只有一種，化學式為 ．

Answer 1

【答案】（1）合金，D；（2）【問題討論】吸收空氣中的水和二氧化碳；未進行尾氣處理；【數據處理】66.3．【實驗反思】無影響；（3）①Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑；②FeSO4、H2SO4；過濾；③60．（4）7；Fe2O3．

【解析】（1）從爐底流出的生鐵是鐵和碳的混合物，屬于鐵的合金；在高爐煉鐵中碳能燃燒產生熱量、能生成一氧化碳作為還原氧化鐵的物質，故填：合金，D；

（2）【問題討論】裝置B中盛有的是堿石灰，堿石灰能吸收空氣中的水和二氧化碳，防止對實驗結果造成干擾，一氧化碳是有毒的氣體，而該裝置中沒有進行尾氣處理，故填：吸收空氣中的水和二氧化碳；未進行尾氣處理；

【數據處理】稱取樣品8.0g，用上述裝置進行實驗，充分反應后稱量A裝置增重4.4g．說明生成二氧化碳的質量為4.4g，設氧化鐵的質量為x

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2．

160 132

x 4.4g

x≈5.3g

則樣品中氧化鐵質量分數為=66.3%，故填：66.3．

【實驗反思】當觀察到反應管中固體全部變黑后，若立即停止通CO，裝置A增重不變，測得的樣品中氧化鐵的質量分數無影響，故填：無影響；

（3）①通過分析可知，鐵和硫酸反應生成了硫酸亞鐵和氫氣，氧化鐵和硫酸反應生成了硫酸鐵和水，鐵與硫酸鐵反應生成硫酸亞鐵．故填：Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑；

②加入的硫酸是過量的，所以在溶液中含有硫酸和反應生成的硫酸亞鐵，所以濾液M中肯定含有的溶質的化學式是：FeSO4、H2SO4；操作2后得到了濾液和固體，所以可以判斷操作2為過濾，故填：FeSO4、H2SO4；過濾；

③根據圖表中的信息可以知道當溫度大于60℃時產生了FeSO44H2O，所以應該將溫度控制在60℃以下；故填：60．

（4）5.56g硫酸亞鐵晶體（FeSO4xH2O）隔絕空氣受熱分解時，生成金屬氧化物和氣體．固體產物的質量隨溫度變化的曲線如圖所示．

①0﹣t1℃，發生的變化是加熱失去結晶水，

FeSO4xH2OFeSO4+xH2O

152+18x 152

5.56g 3.04g

x=7；

故填：7；

②硫酸亞鐵分解生成金屬氧化物和氣體，t2℃時B點固體組成只有一種，故是氧化鐵，故填：Fe2O3．