Question

【題目】鐵是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)，人類進(jìn)步所必不可少的金屬材料。

(1)下圖為鐵元素在元素周期表中的信息，鐵元素的原子序數(shù)為_______，亞鐵離子(Fe2＋)的核外電子數(shù)為____________。

(2)健康人體內(nèi)，總量4～5g的鐵元素主要以____________(選填“單質(zhì)”、“化合物”)形式存在，缺鐵會(huì)患上_________(填字母)。

a.骨質(zhì)疏松 b.甲狀腺疾病 c.貧血癥 d.侏儒癥

【實(shí)驗(yàn)一】興趣小組通過(guò)下圖實(shí)驗(yàn)研究鐵的冶煉

(3)試寫出一氧化碳和氧化鐵在高溫下生成鐵的化學(xué)反應(yīng)方程式________________________ ；

(4)實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后，觀察到A處B處現(xiàn)象分別是____________；___________，小明將所得的黑色固體物質(zhì)放入足量的稀硫酸中，發(fā)現(xiàn)有少量氣泡。寫出產(chǎn)生氣泡反應(yīng)的化學(xué)方程式___________，說(shuō)明黑色固體物質(zhì)___________(填字母)。

a.不含鐵 b.一定全部是鐵 c.含有鐵

【資料1】已知鐵的氧化物均能逐步失去其中的氧，最終被還原為鐵。

【資料2】實(shí)驗(yàn)研究表明：該實(shí)驗(yàn)得到的是四氧化三鐵與鐵粉的混合物

【實(shí)驗(yàn)二】興趣小組用下圖實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)一所得黑色粉末中單質(zhì)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

【資料3】氫氧化鈉溶液和石灰水類似都可以與二氧化碳反應(yīng)，且吸收能力比石灰水強(qiáng)

(5)從安全與規(guī)范的角度考慮，裝置C后面應(yīng)連接__________(選填裝置序號(hào)D或E)，B裝置的作用是___________。

(6)鐵與四氧化三鐵的混合物10 g充分反應(yīng)后，玻璃管中剩余固體(單質(zhì)鐵)的質(zhì)量為8.4g。請(qǐng)計(jì)算10 g黑色粉末中單質(zhì)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)________ 。

【實(shí)驗(yàn)三】興趣小組為探究生鐵中鐵的含量(生鐵中只考慮鐵，碳)，設(shè)計(jì)有關(guān)方案,取0.58克生鐵放于試管中，實(shí)驗(yàn)中將注射器內(nèi)76毫升稀硫酸(足量)完全注入試管中。當(dāng)試管中不再產(chǎn)生氣泡時(shí)立刻讀數(shù)得到量筒中水的體積為300毫升。已知實(shí)驗(yàn)條件下氫氣的密度為0.09g/L。

(7)計(jì)算生鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______?(寫出計(jì)算過(guò)程，氫氣質(zhì)量保留兩位小數(shù)，結(jié)果保留到0.1℅)

(8)上述方法測(cè)得的生鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小，可能的原因是_______

A．沒(méi)等裝置冷卻就讀數(shù) B．生鐵中含有少量鋅

C．試管中有氫氣沒(méi)有排出 D. 將注射器中稀硫酸全部注入試管中后忘掉夾緊彈簧夾

Answer 1

【答案】 26 24 化合物 c 紅棕色固體變黑 澄清石灰水變渾濁 c 【答題空10】E 防止倒吸，安全瓶 42% 96.6% BD

【解析】（1）鐵的原子序數(shù)為26；在原子中原子序數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)，故鐵原子有26個(gè)電子，形成亞鐵離子時(shí)失去了2個(gè)電子，故亞鐵離子還有24個(gè)電子；（2）元素在人體內(nèi)主要是以化合物的形式存在的，缺鐵易患貧血；（3）一氧化碳還原氧化鐵，主要是利用CO的還原性，在高溫下和氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為；（4）由化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，紅棕色的氧化鐵被還原成黑色的鐵，同時(shí)生成能使澄清石灰水變渾濁的二氧化碳?xì)怏w，實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后，觀察到A處B處現(xiàn)象分別是紅棕色固體變黑；澄清石灰水變渾濁；鐵能與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，此現(xiàn)象說(shuō)明黑色固體中含有鐵，但不一定全部是鐵。故化學(xué)方程式為： ；（5）氫氧化鈉溶液具有強(qiáng)烈的腐蝕性，且會(huì)從C中溢出，從安全與規(guī)范的角度考慮，裝置C后面應(yīng)連接E，B裝置是安全瓶，防止溶液倒吸；（6）設(shè)四氧化三鐵的質(zhì)量為，由四氧化三鐵和一氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式可知固體減少的質(zhì)量就是四氧化三鐵中氧元素的質(zhì)量可知：

減少的質(zhì)量

232 232-168=64

10g-8.4g=1.6g

=5.8g

則混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

答：10g黑色粉末中單質(zhì)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為42%。

(7)生成氫氣的質(zhì)量為(0.3L0.076L)×0.09g/L=0.02g設(shè)鋅的質(zhì)量為，

562

0.02g

=0.56g

生鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為；

(8)A、沒(méi)等裝置冷卻就讀數(shù)，氣體膨脹，氣體的體積較大，測(cè)得的鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大；B、相同質(zhì)量鋅和鐵與足量的酸反應(yīng)，鐵生成的氫氣的質(zhì)量大，生鐵中含有少量鋅，生成氫氣的質(zhì)量偏小，測(cè)得的鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小；C、試管中有氣體沒(méi)有排出，排入集氣瓶中，正好等于產(chǎn)生氫氣的體積，對(duì)結(jié)果沒(méi)影響。D、將注射器中稀硫酸全部注入試管中后忘掉夾緊彈簧夾，少量氣體從注射器中逸出，導(dǎo)致壓過(guò)去的水的體積減小，使測(cè)量到的氫氣體積減小，測(cè)得的鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)偏小。故選BD。