Question

【題目】鋼鐵的冶煉是人類文明的一個重要標(biāo)志。下圖1是實驗室模擬煉鐵的裝置圖。

（1）寫出圖一中②處發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式：___________________________________；

（2）實驗過程中通入CO質(zhì)量與紅色粉末質(zhì)量的關(guān)系如圖2所示。根據(jù)圖示，下列說法不正確的是_______(填序號)

①a 點表示開始通入CO，反應(yīng)開始發(fā)生；

②b 點表示通入CO一段時間后加熱，反應(yīng)開始發(fā)生；

③c 點表示紅色粉末已充分參加反應(yīng)；

④d 點表示反應(yīng)結(jié)束后仍需繼續(xù)通入CO；

⑤可根據(jù)通入CO的質(zhì)量計算出紅色粉末的質(zhì)量。

（3）圖一裝置中的不足之處是__________________________________；

（4）該實驗煉制的鐵與工業(yè)煉制出的鐵最大的區(qū)別是________________________。

（5）某化學(xué)小組的同學(xué)們利用上述實驗對一份固體樣品進(jìn)行了探究。通過實驗已確定該樣品由氧化鐵和鐵粉混合而成。他們?nèi)×斯腆w樣品質(zhì)量7.2 g，用圖1所示的裝置重新實驗，測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)如圖3所示，則原樣品中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比是__________。

Answer 1

【答案】 ①⑤。 無尾氣處理裝置 該裝置煉制的鐵是純凈物，工業(yè)煉制的生鐵是混合物 5:1

【解析】

圖一中一氧化碳和氧化鐵在高溫條件下反應(yīng)生成二氧化碳和鐵，二氧化碳使澄清的石灰水變渾濁。圖2一開始通入一氧化碳時，氧化鐵質(zhì)量不變，是因為裝置中有空氣，先用一氧化碳將空氣排凈，再點燃酒精噴燈，這時一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，為了防止倒吸，需繼續(xù)通一氧化碳直至冷卻至室溫。

（1）圖一中②處澄清的石灰水變渾濁，是二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)生成了碳酸鈣沉淀和水，化學(xué)方程式為；

（2）圖二中a點反應(yīng)并未開始，而是用一氧化碳將裝置中的空氣排凈，b點一氧化碳與氧化鐵開始反應(yīng)，紅色粉末質(zhì)量減小，到c點反應(yīng)結(jié)束，紅色粉末質(zhì)量不再變化，為了防止倒吸，需繼續(xù)通一氧化碳直至冷卻至室溫。因為通入的一氧化碳不是都和氧化鐵反應(yīng)了，所以不能根據(jù)通入一氧化碳的質(zhì)量計算出氧化鐵的質(zhì)量，故錯誤的是①⑤；

（3）一氧化碳有毒，不能直接排放到空氣中，圖1裝置中的不足之處是無尾氣處理裝置；

（4）該實驗煉制的鐵與工業(yè)煉制出的鐵最大的區(qū)別是該裝置煉制的鐵是純凈物，工業(yè)煉制的生鐵是混合物；

（5）因為樣品由氧化鐵和鐵粉混合而成，所以樣品中只有兩種元素：鐵元素和氧元素，總質(zhì)量為7.2g。反應(yīng)完全后固體中只剩鐵元素，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后鐵元素的質(zhì)量不變，所以樣品中鐵元素的質(zhì)量就是6.0g，減少的質(zhì)量是氧元素的質(zhì)量1.2g，故樣品中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比=6.0:1.2=5:1。