Question

某化學(xué)興趣小組想對(duì)某次高爐煉鐵得到的生鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行探究，請(qǐng)按要求完成下列探究報(bào)告。【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹繙y(cè)定生鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?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(fù)雜；這些物質(zhì)通常都不與稀硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
【設(shè)計(jì)思路】要測(cè)定生鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，必須先通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定并計(jì)算鐵的質(zhì)量，基本思路是： _________________________________________________________________________。
【實(shí)驗(yàn)過(guò)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(guò)量，測(cè)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(jì)算該生鐵樣品中單質(zhì)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少?(寫出計(jì)算過(guò)程)
【交流討論】(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中稀硫酸要過(guò)量的原因是：_____________________________________；
(2)經(jīng)質(zhì)檢部門精確測(cè)定，該樣品中鐵元素的總含量為95.2％。假設(shè)沒(méi)有與稀硫酸反應(yīng)的鐵都以Fe₃C形式存在，則樣品中Fe₃C的質(zhì)量為_(kāi)_______(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))；
(3)該小組的同學(xué)還查閱到：一氧化碳具有可燃性，點(diǎn)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(diǎn)火實(shí)驗(yàn)，結(jié)果列于下表中：

①由上述實(shí)驗(yàn)可知，CO在空氣混合氣中的爆炸極限(體積分?jǐn)?shù))約為12.5％~_______；
②由此我們得到啟示：在點(diǎn)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(qǐng)寫出一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式： _______________________________________________________________。

Answer 1

【設(shè)計(jì)思路】將生鐵樣品與過(guò)量稀硫酸反應(yīng)，并測(cè)定反應(yīng)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(jì)算出鐵的質(zhì)量(合理即可)
【數(shù)據(jù)處理】解：氫氣的質(zhì)量＝102.4g+247.3g-348.7g＝1g
設(shè)鐵的質(zhì)量為x
Fe+H₂SO₄＝FeSO₄+H₂↑
56　　　　　　　　2
x　　　　　　　　1g

x＝28g
鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝28g/(102.4g-70.4g) ×100％＝87.5％
【交流討論】(1)保證將單質(zhì)鐵全部反應(yīng)
(2)2.6g
(3)①80％②驗(yàn)純③Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂