Question

【題目】某化學興趣小組同學探究鐵的冶煉相關問題，請按要求回答下列問題。

（一）圖1是工業煉鐵的主要裝置，圖2是實驗室模擬煉鐵的裝置，

圖1 圖2

（1）圖1設備的名稱是 。

（2）工業煉鐵在生產過程中需將鐵礦石、焦炭、石灰石粉碎，其目的是 。加入的焦炭作用除了可以生成一氧化碳外，還能 。

（3）寫出以赤鐵礦為原料在高溫下制取鐵的化學方程式： 。

（二）上圖2為實驗室模擬工業煉鐵裝置圖：已知B裝置中的液體為過量的氫氧化鈉與氫氧化鈣混合液，氫氧化鈉吸收二氧化碳能力比氫氧化鈣強。如果實驗成功，請回答下列問題：

（1）圖中儀器的名稱為 。

（2）實驗過程中的現象：A中 、B中 。

（3）該實驗的操作步驟： 。（填序號）

a．點燃A處酒精燈 b．通入CO氣體 c．停止通入CO氣體 d．熄滅酒精燈。

（4）興趣小組同學們采集了用熱分析儀記錄的CO與Fe2O3進行反應時的有關數據，并得到固體質量與反應溫度的關系曲線．已知原固體質量為48.0g，如圖所示．

①根據圖象分析，寫出B點時固體成分的化學式 。

②若A點生成物為一成分固定的化合物，請確定其化學式是 。（寫出計算過程）

寫出氧化鐵生成該物質的化學方程式為 。

（5）若某同學實驗中，發現過量的混合液溶液增重0.55g。則儀器①中固體減輕的質量為 g。

（6）實驗裝置圖中采用虛線框內的裝置，其作用有 （填序號字母）。

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】（一）（1）高爐 （2）增大反應物接觸面積，使反應更充分，加快反應速度 提供能量

（3）3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2

（二）（1）硬質粗玻璃管 （2）A中的紅棕色固體變成黑色， B中澄清的石灰水變渾濁。 （3）badc

（4）①Fe ②Fe3O4 方程式CO+3Fe2O3 2Fe3O4+CO2 （5）0.2 （6）ABC

【解析】

試題分析：（一）（1）圖1設備的名稱是高爐；（2）工業煉鐵在生產過程中需將鐵礦石、焦炭、石灰石粉碎，其目的是增大反應物接觸面積，使反應更充分，加快反應速度；加入的焦炭作用除了可以生成一氧化碳外，還能提高溫度；（3）以赤鐵礦為原料在高溫下制取鐵的化學方程式：3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2（二）（1）圖中儀器的名稱為硬質粗玻璃管；（2）實驗過程中的現象：A中紅棕色固體變成黑色B中澄清的石灰水變渾濁。（3）實驗的具體操作為b．通入CO氣體，a．點燃A處酒精燈d．熄滅酒精燈c．停止通入CO氣體，先通一氧化碳的目的為防止發生爆炸，后停止一氧化碳的目的為防止生成物被氧化；（4）①根據圖象分析，寫出B點時固體成分的化學式為Fe，②若A點生成物為一成分固定的化合物，請確定其化學式是Fe3O4 計算過程：48 g Fe2O3樣品中Fe的質量為：48 g×2×56／160 = 33.6g

剩余黑色固體中氧元素的質量=46.4克-33.6克=12.8克

黑色固體中Fe、O元素的個數比為：33.6克/56 ：12.8 克/16 =3：4

∴固體B的化學式為：Fe3O4

氧化鐵生成該物質的化學方程式為CO+3Fe2O32Fe3O4+CO2 ；（5）若某同學實驗中，發現過量的混合液溶液增重0.55g。則儀器①中固體減輕的質量為0.55g×32/44×1/2=0.2g；（6）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。