Question

【題目】鐵及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中有廣泛應(yīng)用。

(1)圖1工業(yè)煉鐵的設(shè)備為__________；從底部流出的生鐵屬_______(填“金屬單質(zhì)”或“合金”)。下列作用中①與鐵礦石發(fā)生反應(yīng)生成鐵 ②燃燒供熱 ③除去鐵礦石中少量雜質(zhì)(如SiO2)④生成CO，屬于從爐頂加入焦炭的作用有________(填字母)。

A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ②④

(2)實(shí)驗(yàn)室可用圖2裝置模擬工業(yè)煉鐵并測(cè)定樣品中氧化鐵(Fe2O3)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(雜質(zhì)不含鐵元素，且不與CO反應(yīng))

【查閱資料】堿石灰能吸收二氧化碳和水蒸氣

【問(wèn)題討論】實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，先___________(選填“通CO”或“加熱”)目的是______________反應(yīng)產(chǎn)生的CO2全部被A吸收，裝置B的作用是_________，從環(huán)保角度看該實(shí)驗(yàn)裝置有一明顯缺陷是：____________。

【數(shù)據(jù)處理】稱(chēng)取樣品8.0g，用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，充分反應(yīng)后稱(chēng)量A裝置增重4.4g。則 樣品中氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________%。

【實(shí)驗(yàn)反思】當(dāng)觀察到反應(yīng)管中固體全部變黑后，若立即停止通CO，則測(cè)得的樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)_________(填“偏大”，“偏小”，“無(wú)影響”)

(3)廢鐵屑的主要成份是鐵，同時(shí)還有少量鐵銹(Fe2O3)，用于制備動(dòng)物飼料硫酸亞鐵的流程如下：

①反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)除了Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O和Fe+ Fe2(SO4)3=3FeSO4外，還有____________________(寫(xiě)方程式)；

②濾液M的溶質(zhì)有________________；

(4)5.56g硫酸亞鐵晶體(FeSO4·xH2O)隔絕空氣受熱分解時(shí)，生成金屬氧化物和氣體。固體產(chǎn)物的質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖3所示。

①0～t1℃，發(fā)生的變化是加熱失去結(jié)晶水(方程式為：FeSO4·xH2O====FeSO4 + xH2O)，則x=_____________；

②t2℃時(shí)B點(diǎn)固體組成只有一種(鐵的氧化物)，化學(xué)式為_________。

Answer 1

【答案】 高爐 合金 D 先通CO 排出空氣，防止爆炸 防止空氣中水和CO2進(jìn)入A裝置，影響實(shí)驗(yàn)測(cè)定 缺少尾氣處理裝置，容易產(chǎn)生污染 66.3% 偏小 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ FeSO4 和H2SO4 7 Fe2O3

【解析】(1)從爐底流出的生鐵是鐵和碳的混合物，屬于鐵的合金；在高爐煉鐵中碳能燃燒產(chǎn)生熱量、能生成一氧化碳作為還原氧化鐵的物質(zhì)；(2)【問(wèn)題討論】實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，先通入一氧化碳一會(huì)兒，排凈空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸；裝置B中盛有的是堿石灰，堿石灰能吸收空氣中的水和二氧化碳，防止對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾，一氧化碳是有毒的氣體，而該裝置中沒(méi)有進(jìn)行尾氣處理；【數(shù)據(jù)處理】稱(chēng)取樣品8.0g，用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，充分反應(yīng)后稱(chēng)量A裝置增重4.4g，說(shuō)明生成二氧化碳的質(zhì)量為4.4g，設(shè)氧化鐵的質(zhì)量為x，

Fe2O3+3CO 高溫2Fe+3CO2

160 132

x 4.4g

x=5.3g

則樣品中氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=66.3%；【實(shí)驗(yàn)反思】當(dāng)觀察到反應(yīng)管中固體立即變黑后，若立即停止通CO，裝置A增重減小，測(cè)得的樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小；(3)①通過(guò)分析可知，鐵和硫酸反應(yīng)生成了硫酸亞鐵和氫氣，氧化鐵和硫酸反應(yīng)生成了硫酸鐵和水，鐵與硫酸鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵的化學(xué)方程式：Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑；②加入的硫酸是過(guò)量的，所以在溶液中含有硫酸和反應(yīng)生成的硫酸亞鐵，所以濾液M中肯定含有的溶質(zhì)的化學(xué)式是：FeSO4、H2SO4；操作2后得到了濾液和固體，所以可以判斷操作2為過(guò)濾；(4)5.56g硫酸亞鐵晶體（FeSO4xH2O）隔絕空氣受熱分解時(shí)，生成金屬氧化物和氣體，固體產(chǎn)物的質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖所示，①0-t1℃，發(fā)生的變化是加熱失去結(jié)晶水，

FeSO4·xH2O=FeSO4 + xH2O

152+18x 152

5.56g 3.04g

x=7；②硫酸亞鐵分解生成金屬氧化物和氣體，t2℃時(shí)B點(diǎn)固體組成只有一種，故是氧化鐵。