Question

【题目】铁是目前使用最广泛的金属。

（一）工业上炼铁炼钢和轧制钢材的主要流程如图。

（1）高炉炼铁中生成一氧化碳的反应，用化学方程式表示：______。

（2）炼铁的固体原料需经过粉碎，其目的是______。

（3）热空气和高炉气体的主要成分有一种相同，这种气体的化学式是______。

（4）炼钢炉中，通入纯氧的目的是______。将钢锭轧成钢板，体现了金属的______性。

（二）工业铁红的主要成分是Fe2O3，还含有少量的FeO、Fe3O4．为了测定铁红中的质量分数，某兴趣小组进行了如下实验。

（查阅资料）

①草酸（H2C2O4）固体与浓硫酸混合加热会产生一氧化碳，化学反应方程式为H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O

②NaOH溶液可以吸收二氧化碳。

③浓硫酸具有强烈的吸水性，可以除去气体中的水分。

④碱石灰可以吸收二氧化碳和水。

⑤氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁中铁的质量分数分别为77.8%、70%和72.4%。

（5）加热分解草酸晶体最．适．宜．的装置是________（填字母序号）。

（问题讨论）用下图所示装置进行实验：

（6）实验前应先______

（7）进入D中的气体是纯净干燥的CO，则A、C中的试剂依次是________（填字母编号）a．浓硫酸b．澄清的石灰水c．氢氧化钠溶液

（8）B装置的作用是________

（9）对D装置加热前和停止加热后，都要通入过量的CO，其作用分别是：①加热前____②停止加热后______

（10）写出D装置中主．要．发生反应的化学方程式________

（数据分析与计算）

（11）称取铁红样品10.0g，用上述装置进行实验，测定铁红中铁的质量分数．

①D中充分反应后得到Fe粉的质量为mg，则________＜m＜________（结果保留到0.1）

②实验前后称得E装置增重6.6g，则此铁红中铁的质量分数是___。

（实验评价）

（12）反思1：本实验如果缺少C装置（不考虑其它因素），则测得样品中铁的质量分数会________（填“偏小”、“不变”或“偏大”）。

反思2：请指出（问题讨论）中实验装置的一个明显缺陷______。

Answer 1

【答案】CO2+C2CO 增大反应物的接触面积 N2 使生铁中的碳转化为二氧化碳，降低生铁中的含碳量 延展性 A 检查装置的气密性 ca 检验是否除尽二氧化碳 排净玻璃管内的空气，防止发生爆炸 使生成的二氧化碳全部被碱石灰吸收 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 7.0 7.8 76％ 偏小 缺少尾气处理装置

【解析】

（1）高炉中的一氧化碳是由二氧化碳与碳在高温条件下反应生成的，故反应的化学方程式写为：CO2+C2CO。

（2）炼铁的固体原料需经过粉碎可以增大反应物的接触面积，加快反应速率，故填增大反应物的接触面积。

（3）空气中含量最多的氮气不参加反应，在反应后的高炉气中仍存在，其化学式为N2，故填N2。

（4）炼钢炉中，通入纯氧可以使生铁中的碳转化为二氧化碳，降低生铁中的含碳量，故填使生铁中的碳转化为二氧化碳，降低生铁中的含碳量；

钢锭轧成钢板，增大了钢的表面积，体现了金属的延展性，故填延展性。

（5）加热固体生成气体，应选择固体受热发生装置，故填A。

（6）由气体生成或参加的实验，实验前应检查装置的气密性，防止气体逸散，故填检查装置的气密性。

（7）由图可知，装置A用来吸收二氧化碳，装置C用来干燥气体，所以 A中试剂为氢氧化钠溶液，装置C中的试剂为浓硫酸，故填ca。

（8）由图可知，装置B的作用是检验装置A是否除尽二氧化碳，故填检验是否除尽二氧化碳。

（9）①加热前通入过量的 CO可以排净玻璃管内的空气，防止发生爆炸，故填排净玻璃管内的空气，防止发生爆炸；

②停止加热后通入过量的 CO可以排净装置中的二氧化碳，使其全部被E装置中的碱石灰吸收，故填使生成的二氧化碳全部被碱石灰吸收。

（10）一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，故反应的化学方程式写为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。

（11）①根据质量守恒定律，若铁红中全部是氧化亚铁，则得到的铁的质量为10.0g×77.8％≈7.8g，若全部是氧化铁，则得到的铁的质量是10.0g×70％=7.0g，所以得到铁的质量范围为7.0<m<7.8，故填7.0、7.8；

②E 装置增重 6.6g，则生成二氧化碳的质量为6.6g，其中氧元素的质量为6.6g××100％=4.8g，铁红中氧元素的质量为2.4g，则铁红中铁的质量分数为×100％=76％故填76％。

（12）如果缺少 C 装置，水蒸气会进入E装置，碱石灰具有吸水性，因此E装置会增重，求得氧元素的质量偏大，则求得铁元素的质量分数会偏小，故填偏小；

尾气中含有一氧化碳，没有尾气处理装置直接排放会污染空气，故填缺少尾气处理装置。