Question

15．鋼鐵產(chǎn)生是我國的支柱產(chǎn)業(yè)之一，選擇優(yōu)質(zhì)煉鐵原料十分重要．甲、乙兩組同學(xué)對某鋼鐵廠所購進的赤鐵礦粉中主要成分Fe₂O₃的含量進行測定．（假設(shè)每步反應(yīng)均能完全進行，赤鐵礦粉中雜質(zhì)性質(zhì)穩(wěn)定，既不溶于水也不參與反應(yīng)）
（1）甲組同學(xué)稱取一定質(zhì)量的赤鐵粉，采用如圖的裝置進行實驗．
①裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
②為充分吸收反應(yīng)生成的CO₂，裝置B中應(yīng)盛放的試劑是氫氧化鈉濃溶液．
③可以通過下面不同的方法計算赤鐵礦粉中Fe₂O₃的含量：
方法一：稱量反應(yīng)前后A裝置的總質(zhì)量，計算出F₂O₃的含量；
方法二：稱量反應(yīng)前后B裝置的總質(zhì)量，得出反應(yīng)生成的CO₂質(zhì)量，計算出Fe₂O₃的含量．
（2）乙組同學(xué)稱取等質(zhì)量的赤鐵礦粉放入燒杯中，向燒杯中加入過量的稀硫酸充分反應(yīng)，過濾（填一個操作名稱）后立即稱量．根據(jù)稱量的數(shù)據(jù)計算出Fe₂O₃的含量．
（3）甲、乙兩組同學(xué)通過相互比較后對各自的實驗方案進行評價．

方案	優(yōu)點
甲組	可以用兩種方法計算Fe2O3的含量
乙組	不用加熱，節(jié)能環(huán)保且操作簡單，安全系數(shù)高

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳進行分析；
②根據(jù)氫氧化鈉溶液能夠較好的吸收二氧化碳進行分析；
③從二氧化碳能被B裝置中的溶液完全吸收考慮；
（2）可用過濾的方法得到殘渣，然后稱量其質(zhì)量，然后通過計算得到Fe₂O₃的含量；
（3）根據(jù)甲、乙各自的過程對比判斷各自的優(yōu)點．

解答 解：（1）①一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳，化學(xué)反應(yīng)式是：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
②氫氧化鈉溶液可以很好的吸收二氧化碳氣體，所以要充分吸收反應(yīng)生成的CO₂，裝置B中應(yīng)盛放的試劑是NaOH溶液；
③因二氧化碳已被B裝置完全吸收，所以可以通過稱量反應(yīng)前后B裝置的總質(zhì)量，得出反應(yīng)生成的CO₂質(zhì)量，然后根據(jù)化學(xué)反應(yīng)式計算出Fe₂O₃的含量；
（2）向燒杯中加入過量的稀硫酸充分反應(yīng)后，我們可以用過濾的方法取出殘渣，然后通過稱量殘渣的質(zhì)量得出Fe₂O₃的含量；
（3）通過兩組的對比可知，甲組的優(yōu)點：可以用兩種方法計算Fe₂O₃的含量；乙組的優(yōu)點：不用加熱，節(jié)能環(huán)保且操作簡單，安全系數(shù)高．
故答案為：（1）①Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
②NaOH；
③反應(yīng)前后B裝置的總質(zhì)量；
（2）過濾；
（3）甲組：可以用兩種方法計算Fe₂O₃的含量；
乙組：不用加熱，節(jié)能環(huán)保且操作簡單，安全系數(shù)高．

點評 本題通過一氧化碳還原氧化鐵的實驗，考查學(xué)生的化學(xué)反應(yīng)式的書寫及相關(guān)計算和實驗的設(shè)計，要同學(xué)們具有綜合的化學(xué)知識．