Question

人類的生產和生活都離不開金屬．
Ⅰ．金屬元素在自然界中分布很廣，在地殼中主要以礦物形式存在．圖1中的礦石的主要成分不屬于氧化物的是

B

（填序號）．
Ⅱ．鐵是應用最廣泛的金屬．
（1）圖2是工業煉鐵示意圖．其中，焦炭的作用是燃燒提供能量和

制取CO

；寫出有鐵生成的化學方程式

Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂

．
（2）某興趣小組在實驗室中模擬煉鐵的化學原理，用一氧化碳還原純凈的氧化鐵粉末，實驗裝置如圖3．
①實驗中玻璃管里固體粉末的顏色變化是

紅色粉末逐漸變黑

，澄清的石灰水中發生反應的化學方程式是

CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O

．
②該裝置有何不妥？

沒有進行尾氣處理

．
（3）該化學興趣小組的同學利用改正后的裝置對一份由鐵粉和氧化鐵組成的混合物進行探究．他們取了7.2g固體樣品放入硬質
玻璃管通入足量的CO進行實驗，高溫灼燒至質量不再變化，稱得玻璃管中固體質量為6g，請計算：
①該混合物中鐵元素與氧元素的質量比．
②該混合物中鐵粉的質量分數．（結果保留一位小數）

Answer 1

分析：Ⅰ．根據礦石的成分及氧化物的定義分析；
Ⅱ．（1）根據煉鐵爐內發生的反應，分析焦炭的作用和寫出有鐵生成的化學方程式；
（2）①一氧化碳具有還原性，可與氧化鐵反應生成黑色的鐵和二氧化碳，二氧化碳能與氫氧化鈣反應生成了碳酸鈣沉淀和水．據此分析回答；
②根據尾氣中含有一氧化碳，有毒能污染空氣分析；
（3）①根據質量守恒定律分析計算混合物中鐵元素與氧元素的質量比；
②根據化學式，由氧元素的質量求出氧化鐵的質量，即可求出鐵粉的質量，再求出混合物中鐵粉的質量分數．

解答：解：Ⅰ、由礦石的成分可知，孔雀石的主要成分是Cu₂（OH）₂CO₃，有四種元素組成不屬于氧化物；
Ⅱ．（1）由煉鐵高爐中反應可知，碳首先燃燒生成二氧化碳放出大量的熱量，可供還原鐵礦石提供熱量，然后和焦炭反應生成CO，然后再還原還原鐵礦石．所以，焦炭的作用是燃燒提供能量和制取CO；生成鐵的反應是：Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂；
（2）①一氧化碳具有還原性，可與氧化鐵反應生成黑色的鐵和二氧化碳．所以，實驗中玻璃管里固體粉末的顏色變化是紅色粉末逐漸變黑；生成的二氧化碳能與氫氧化鈣反應生成了碳酸鈣沉淀和水，反應的方程式是：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
②由于該反應的尾氣中含有一氧化碳，有毒能污染空氣．所以，該裝置的缺陷是：沒有進行尾氣處理；
（3）①由質量守恒定律可知，玻璃管中固體減少的質量是氧化鐵中氧元素的質量，即7.2g-6g=1.2g，剩余的固體是鐵粉，質量為6g．所以，該混合物中鐵元素與氧元素的質量比是：6g：1.2g=5：1．
②氧化鐵的質量為：

1.2g

16×3 16×3+56×2 ×100%

=4g．
該混合物中鐵粉的質量分數是：

7.2g-4g

7.2g

×100%=44.4%．
故答為：Ⅰ．B；Ⅱ．（1）制取還原劑CO，3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；（2）①紅色粉末逐漸變黑，CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；②沒有進行尾氣處理；（3）①混合物中鐵元素與氧元素的質量比是5：1； ②該混合物中鐵粉的質量分數44.4%．

點評：本題考查了一氧化碳還原氧化鐵的反應原理、步驟、實驗現象、尾氣處理以及應用．要注意有毒氣體不能隨意排放，必須經過處理后變成無害物質再排放．