Question

【題目】鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎(chǔ)。目前，我國鋼鐵產(chǎn)量居世界第一，為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

⑴鐵的廣泛應(yīng)用

a.我國在西漢時(shí)期就有“曾青得鐵則化為銅”之說，用化學(xué)方程式表示其原理________。

b.某品牌的麥片中含微量鐵粉，食用后可在胃酸的作用下轉(zhuǎn)化為人體可吸收的鐵元素，反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________。

⑵工業(yè)上若采用的鐵礦石的主要成分為氧化鐵，則煉鐵的主要反應(yīng)原理為_______________（用化學(xué)方程式表示），其所用的設(shè)備為_________，生鐵出口低于爐渣出口的原因是__________________。

⑶某興趣小組在實(shí)驗(yàn)室中模擬煉鐵化學(xué)原理的實(shí)驗(yàn)，對固體產(chǎn)物成分等進(jìn)行探究。

【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】 用一氧化碳還原純凈的氧化鐵粉末，實(shí)驗(yàn)裝置如圖。

【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】

該小組按上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先__________（填“通入一氧化碳”或“點(diǎn)燃酒精燈”），目的是：___________________。

測得下列數(shù)據(jù)：

①反應(yīng)前玻璃管和內(nèi)盛純凈氧化鐵粉末的總質(zhì)量66.0g（玻璃管的質(zhì)量為60.0g）；

②反應(yīng)后玻璃管和內(nèi)盛黑色固體的總質(zhì)量65.8g（冷卻到室溫稱量）。

【分析與討論】 本實(shí)驗(yàn)中，玻璃管內(nèi)固體粉末由紅色全部變?yōu)楹谏�。小明同學(xué)認(rèn)為該黑色固體全部是鐵，但小華同學(xué)提出了質(zhì)疑，于是大家提出查閱資料。

【查閱資料】

①一氧化碳還原氧化鐵的固體產(chǎn)物的成分與反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等因素有關(guān)。

②一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)過程中固體產(chǎn)物可能有四氧化三鐵、氧化亞鐵、鐵。

③

物質(zhì)	四氧化三鐵	氧化亞鐵	氧化鐵	鐵粉
顏色	黑色	黑色	紅色	黑色
能否被磁鐵吸引	能	不能	不能	能

【實(shí)驗(yàn)與猜想】

①該小組同學(xué)將反應(yīng)后的黑色固體研磨后，再用磁鐵吸引，發(fā)現(xiàn)黑色固體粉末全部能被吸引，則該黑色固體粉末中可能含有____________和____________。

②進(jìn)行猜想：黑色固體粉末可能 a．全部為鐵 b．________ c．____________

【得出結(jié)論】 通過實(shí)驗(yàn)中獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得出黑色固體粉末為____________。

【反思與評價(jià)】

①一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)中，若要得到鐵可適當(dāng)提高溫度和反應(yīng)時(shí)間。

②實(shí)驗(yàn)裝置圖中采用虛線框內(nèi)的裝置，其作用有_____________和______________等。

Answer 1

【答案】 Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑ 3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2 高爐 生鐵密度大于爐渣的密度 通入一氧化碳 排盡空氣，防止爆炸 FeO 或 Fe3O4 Fe3O4或 FeO 【答題空10】全部為Fe3O4 或Fe 和 Fe3O4的混合物 Fe 和 Fe3O4的混合物或全部為Fe3O4 全部為Fe3O4 收集（處理）CO 檢驗(yàn)CO2

【解析】⑴鐵的廣泛應(yīng)用a. 西漢時(shí)期“曾青得鐵則化為銅”，用化學(xué)方程式表示其原理是Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu。b. 鐵粉在胃酸的作用下轉(zhuǎn)化為人體可吸收的鐵元素，反應(yīng)的化學(xué)方程式為∶Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑。⑵工業(yè)上煉鐵的主要反應(yīng)原理為3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2，其所用的設(shè)備為高爐，生鐵出口低于爐渣出口的原因是生鐵密度大于爐渣的密度。⑶【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】用一氧化碳還原純凈的氧化鐵粉末�！具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先通入一氧化碳，再點(diǎn)燃酒精燈，目的是：排盡空氣，防止爆炸，一氧化碳具有可燃性，不純易爆炸。

【分析與討論】玻璃管內(nèi)固體粉末由紅色全部變?yōu)楹谏��！静殚嗁Y料】①②�！緦�(shí)驗(yàn)與猜想】①反應(yīng)后的黑色固體研磨后，再用磁鐵吸引，發(fā)現(xiàn)黑色固體粉末全部能被吸引，則該黑色固體粉末中可能含有FeO 或 Fe3O4和Fe3O4或 FeO，這兩種物質(zhì)均是黑色, 四氧化三鐵能被磁鐵吸附。②進(jìn)行猜想：黑色固體粉末可能 a．全部為鐵；b.全部為Fe3O4或Fe 和Fe3O4的混合物c．Fe 和Fe3O4的混合物或全部為Fe3O4�！镜贸鼋Y(jié)論】CO+3Fe2O3 2Fe3O4+CO2，反應(yīng)后質(zhì)量差為66.0g－65.8g＝0.2g,氧化鐵粉末的質(zhì)量為66.0g-60.0g＝6.0g,生成黑色固體質(zhì)量為65.8g-60.0g＝5.8g,通過實(shí)驗(yàn)中獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得出黑色固體粉末為全部為Fe3O4。【反思與評價(jià)】②實(shí)驗(yàn)裝置圖中采用虛線框內(nèi)的裝置，其作用有收集（處理）CO和檢驗(yàn)CO2，二氧化碳使石灰水變渾濁，一氧化碳不溶于水，與石灰水不反應(yīng)。

點(diǎn)睛∶一氧化碳還原氧化鐵粉末，反應(yīng)前先通入一氧化碳把試管中空氣排凈，然后再點(diǎn)燃酒精燈，以防一氧化碳不純而炸裂試管。