Question

【題目】鐵是目前使用最廣泛的金屬。

（一）工業上煉鐵煉鋼和軋制鋼材的主要流程如圖。

（1）高爐煉鐵中生成一氧化碳的反應，用化學方程式表示：______。

（2）煉鐵的固體原料需經過粉碎，其目的是______。

（3）熱空氣和高爐氣體的主要成分有一種相同，這種氣體的化學式是______。

（4）煉鋼爐中，通入純氧的目的是______。將鋼錠軋成鋼板，體現了金屬的______性。

（二）工業鐵紅的主要成分是Fe2O3，還含有少量的FeO、Fe3O4．為了測定鐵紅中的質量分數，某興趣小組進行了如下實驗。

（查閱資料）

①草酸（H2C2O4）固體與濃硫酸混合加熱會產生一氧化碳，化學反應方程式為H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O

②NaOH溶液可以吸收二氧化碳。

③濃硫酸具有強烈的吸水性，可以除去氣體中的水分。

④堿石灰可以吸收二氧化碳和水。

⑤氧化亞鐵、氧化鐵、四氧化三鐵中鐵的質量分數分別為77.8%、70%和72.4%。

（5）加熱分解草酸晶體最．適．宜．的裝置是________（填字母序號）。

（問題討論）用下圖所示裝置進行實驗：

（6）實驗前應先______

（7）進入D中的氣體是純凈干燥的CO，則A、C中的試劑依次是________（填字母編號）a．濃硫酸b．澄清的石灰水c．氫氧化鈉溶液

（8）B裝置的作用是________

（9）對D裝置加熱前和停止加熱后，都要通入過量的CO，其作用分別是：①加熱前____②停止加熱后______

（10）寫出D裝置中主．要．發生反應的化學方程式________

（數據分析與計算）

（11）稱取鐵紅樣品10.0g，用上述裝置進行實驗，測定鐵紅中鐵的質量分數．

①D中充分反應后得到Fe粉的質量為mg，則________＜m＜________（結果保留到0.1）

②實驗前后稱得E裝置增重6.6g，則此鐵紅中鐵的質量分數是___。

（實驗評價）

（12）反思1：本實驗如果缺少C裝置（不考慮其它因素），則測得樣品中鐵的質量分數會________（填“偏小”、“不變”或“偏大”）。

反思2：請指出（問題討論）中實驗裝置的一個明顯缺陷______。

Answer 1

【答案】CO2+C2CO 增大反應物的接觸面積 N2 使生鐵中的碳轉化為二氧化碳，降低生鐵中的含碳量 延展性 A 檢查裝置的氣密性 ca 檢驗是否除盡二氧化碳 排凈玻璃管內的空氣，防止發生爆炸 使生成的二氧化碳全部被堿石灰吸收 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 7.0 7.8 76％ 偏小 缺少尾氣處理裝置

【解析】

（1）高爐中的一氧化碳是由二氧化碳與碳在高溫條件下反應生成的，故反應的化學方程式寫為：CO2+C2CO。

（2）煉鐵的固體原料需經過粉碎可以增大反應物的接觸面積，加快反應速率，故填增大反應物的接觸面積。

（3）空氣中含量最多的氮氣不參加反應，在反應后的高爐氣中仍存在，其化學式為N2，故填N2。

（4）煉鋼爐中，通入純氧可以使生鐵中的碳轉化為二氧化碳，降低生鐵中的含碳量，故填使生鐵中的碳轉化為二氧化碳，降低生鐵中的含碳量；

鋼錠軋成鋼板，增大了鋼的表面積，體現了金屬的延展性，故填延展性。

（5）加熱固體生成氣體，應選擇固體受熱發生裝置，故填A。

（6）由氣體生成或參加的實驗，實驗前應檢查裝置的氣密性，防止氣體逸散，故填檢查裝置的氣密性。

（7）由圖可知，裝置A用來吸收二氧化碳，裝置C用來干燥氣體，所以 A中試劑為氫氧化鈉溶液，裝置C中的試劑為濃硫酸，故填ca。

（8）由圖可知，裝置B的作用是檢驗裝置A是否除盡二氧化碳，故填檢驗是否除盡二氧化碳。

（9）①加熱前通入過量的 CO可以排凈玻璃管內的空氣，防止發生爆炸，故填排凈玻璃管內的空氣，防止發生爆炸；

②停止加熱后通入過量的 CO可以排凈裝置中的二氧化碳，使其全部被E裝置中的堿石灰吸收，故填使生成的二氧化碳全部被堿石灰吸收。

（10）一氧化碳與氧化鐵在高溫條件下反應生成鐵和二氧化碳，故反應的化學方程式寫為：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。

（11）①根據質量守恒定律，若鐵紅中全部是氧化亞鐵，則得到的鐵的質量為10.0g×77.8％≈7.8g，若全部是氧化鐵，則得到的鐵的質量是10.0g×70％=7.0g，所以得到鐵的質量范圍為7.0<m<7.8，故填7.0、7.8；

②E 裝置增重 6.6g，則生成二氧化碳的質量為6.6g，其中氧元素的質量為6.6g××100％=4.8g，鐵紅中氧元素的質量為2.4g，則鐵紅中鐵的質量分數為×100％=76％故填76％。

（12）如果缺少 C 裝置，水蒸氣會進入E裝置，堿石灰具有吸水性，因此E裝置會增重，求得氧元素的質量偏大，則求得鐵元素的質量分數會偏小，故填偏小；

尾氣中含有一氧化碳，沒有尾氣處理裝置直接排放會污染空氣，故填缺少尾氣處理裝置。