Question

【題目】鋼鐵工業是國家工業的基礎．

（1）圖1是教材中煉鐵高爐及爐內化學變化過程示意圖，根據圖示回答問題．若圖1中采用的鐵礦石的主要成分為氧化鐵，請寫出A區和B區所發生主要反應的化學方程式：A區_____；B區（焦炭的作用）_____、_____．

（2）某興趣小組在實驗室中模擬煉鐵化學原理的實驗，對固體產物成分等進行探究．

[設計實驗]用一氧化碳還原純凈的氧化鐵 粉末，實驗裝置如圖2．

[進行實驗]該小組按上述實驗設計，在一定溫度下進行了實驗，測得下列數據：①反應前玻璃管和內盛氧化鐵粉末的總質量66.0g（玻璃管的質量為60.0g） ②反應后玻璃管和內盛黑色固體的總質量65.8g（冷卻到室溫稱量）．

[分析與討論]本實驗中，玻璃管內固體粉末由紅色全部變為黑色．小明同學認為該黑色固體全部是鐵，但小華同學提出了質疑，于是大家提出查閱資料．

[查閱資料]

物質 性質	四氧化三鐵	氧化亞鐵	氧化鐵	鐵粉
顏色	黑色	黑色	紅色	黑色
能否被磁鐵吸引	能	不能	不能	能

①一氧化碳還原氧化鐵的固體產物的成分與反應溫度、反應時間等因素有關．

②一氧化碳還原氧化鐵的實驗過程中固體產物可能有四氧化三鐵、氧化亞鐵、鐵．

③四氧化三鐵、鐵粉都能被磁鐵吸引，而氧化亞鐵、氧化鐵均不能被磁鐵吸引．

[實驗與猜想]

①該小組同學將反應后的黑色固體研磨后，再用磁鐵吸引，發現黑色固體粉末全部能被吸引，則該黑色固體粉末中不可能含有_____和_____．

②進行猜想：黑色固體粉末可能

a．全部為鐵 b．_____ c．_____．

[得出結論]

通過實驗中獲得的數據進行計算，得出黑色固體粉末為（寫名稱）_____．

計算過程：

[反思與評價]

①一氧化碳還原氧化鐵的實驗中，若要得到鐵可適當提高反應溫度和延長反應時間．

②實驗裝置圖中采用虛線框內的裝置，其作用有_____．

A 收集一氧化碳 B 吸收二氧化碳 C 檢驗二氧化碳．

Answer 1

【答案】 氧化鐵 氧化亞鐵 全部是四氧化三鐵 鐵與四氧化三鐵的混合物 四氧化三鐵 A、B

【解析】

（1）依據A區主要是生成鐵的反應，所以方程式為：；而B區主要是產生一氧化碳共發生了兩個反應，方程式為：，；

（2）[實驗與猜想]

①依據表中信息可知不能被磁鐵吸引的物質是氧化鐵和氧化亞鐵，固體全部能被吸引，說明固體中一定不含有這兩者；

②由于鐵與四氧化三鐵均能被磁鐵吸引，所以黑色固體的成分可能是：全部是鐵；全部是四氧化三鐵；兩者的混合物；

[得出結論]依據實驗測得的數據可知氧化鐵的質量是：66g﹣60g＝6g，這些氧化鐵中含有的氧元素質量是：6g××100%＝1.8g，由于反應前后固體的質量差即為氧化鐵失掉的氧的質量，所以可知反應前后失掉的氧的質量是：66g﹣65.8g＝0.2g，所以該固體不可能全是鐵，固體中還有1.6g氧元素沒有失掉，假設全是四氧化三鐵則其含有的氧元素質量是：5.8g××100%＝1.6g，故全部是四氧化三鐵，所以該固體粉末是四氧化三鐵；

[反思與評價]因為二氧化碳和氫氧化鈉溶液能反應且無現象，一氧化碳不能與氫氧化鈉反應；

A、由于一氧化碳不能與氫氧化鈉反應，結合裝置的特點可知該裝置能收集一氧化碳，同時排出氫氧化鈉溶液；

B、二氧化碳和氫氧化鈉溶液能反應，所以可以用來吸收二氧化碳；

C、由于二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應時沒有明顯的現象產生，所以不能用它來檢驗二氧化碳的存在；

故答案為：（1）A、Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；B、C+O2CO2，CO2+C2CO；

（2）[實驗與猜想]

①氧化鐵；氧化亞鐵；②全部是四氧化三鐵；鐵與四氧化三鐵的混合物；

[得出結論]四氧化三鐵；

[反思與評價]A、B；