Question

【題目】某同學(xué)想定量測定某紅色粉末中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)，進行如下實驗：

（1）圖1是實驗室模擬煉鐵的裝置圖，試回答

實驗步驟：按上圖連接實驗裝置、 _______、裝藥品、固定實驗裝置后，剩下的主要實驗步驟有：①通入一氧化碳；②停止通入一氧化碳；③點燃酒精燈；④熄滅酒精燈；⑤點燃酒精噴燈；⑥熄滅酒精噴燈．正確的操作順序是(填序號)__________．

（2）實驗過程中，儀器①中的現(xiàn)象___________，所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________儀器③中所發(fā)生反應(yīng)化學(xué)方程式是_______。

（3）請寫出證明產(chǎn)物中含鐵粉的一種化學(xué)方法：____________．

（4）實驗過程中產(chǎn)生的尾氣不能直接排放的原因是____________．請從節(jié)能的角度出發(fā)，對于尾氣處理，你有什么好的建議：____________

（5）定量測定該紅色粉末中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)

某同學(xué)稱取該紅色粉末5.0g裝入硬質(zhì)玻璃管中，完全反應(yīng)后，稱量相關(guān)物質(zhì)的總質(zhì)量其數(shù)據(jù)如下表：

反應(yīng)前	反應(yīng)后
玻璃管和紅色粉末總質(zhì)量 48.3g	玻璃管和固體物質(zhì)總質(zhì)量47.1g

根據(jù)上述表格中的實驗數(shù)據(jù)計算：紅色粉末中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)為____．(寫出計算過程,)

（6）如圖2是工業(yè)生產(chǎn)中煉鐵高爐的結(jié)構(gòu)圖．實際生產(chǎn)中煉鐵的原料有鐵礦石、熱空氣、石灰石、以及_____________；該物質(zhì)有兩個作用，第一個作用提供能量，另一個作用是__________；生鐵出口低于爐渣出口的原因是_________。

Answer 1

【答案】檢查裝置的氣密性 ③①⑤⑥②④ 紅色物質(zhì)變成黑色 Fe2O3 +3CO 3CO2 + 2Fe Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓ +H2O 取少量反應(yīng)后的物質(zhì)加入稀鹽酸（或稀硫酸），觀察是否有氣泡產(chǎn)生 一氧化碳有毒，會污染空氣 在裝置末尾系一個小氣球 80％ 焦炭 產(chǎn)生一氧化碳 生鐵的密度比爐渣的密度大

【解析】

（1）實驗步驟：按上圖連接實驗裝置、檢查裝置的氣密性、裝藥品、固定實驗裝置后，實驗剛開始，先通一氧化碳，然后點燃酒精噴燈加熱，目的是排盡玻璃管內(nèi)的空氣以免發(fā)生爆炸；實驗結(jié)束，先熄滅酒精噴燈，通一氧化碳直到玻璃管完全冷卻；因為一氧化碳有毒，為防止污染空氣，在通一氧化碳之前必須先點燃酒精燈，停止通一氧化碳之后才能熄滅酒精燈。故填：③①⑤⑥②④；
（2）一氧化碳具有還原性，能將灼熱的紅棕色氧化鐵粉末還原成黑色的鐵粉。故儀器①中的現(xiàn)象是：紅色物質(zhì)變成黑色；反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe2O3 +3CO 3CO2 + 2Fe；儀器③中二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓ +H2O；
（3）鐵有個重要的性質(zhì)就是能與酸反應(yīng)生成氫氣。故可取少量反應(yīng)后的物質(zhì)加入稀鹽酸（或稀硫酸），觀察是否有氣泡產(chǎn)生；

（4）尾氣中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，會污染空氣，不能直接排入空氣中；從節(jié)能的角度出發(fā)，可以在裝置末尾系一個小氣球；

（5）由題意可知，玻璃管內(nèi)減少的質(zhì)量即為氧化鐵中氧元素的質(zhì)量。氧化鐵中氧元素的質(zhì)量=48.3g-47.1g=1.2g。氧化鐵的質(zhì)量=1.2g÷=4g。紅色粉末中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)==80％；

（6）實際生產(chǎn)中煉鐵的原料有鐵礦石、熱空氣、石灰石、以及焦炭；煉鐵要用到焦炭，它有兩個作用，煉鐵需要高溫，一方面焦炭在燃燒的過程中能放出大量的熱，另一方面煉鐵還需要一氧化碳，焦炭又可以把剛生成的二氧化碳還原為一氧化碳；生鐵出口低于爐渣出口的原因是：生鐵的密度比爐渣的密度大。