Question

早在春秋戰(zhàn)國時期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器．鐵礦石冶煉成鐵是一個復雜的過程．
（1）在實驗室里，可以利用圖1中A、B兩套裝置將氧化鐵還原成鐵：
①裝置A中，木炭和氧化鐵反應的化學方程式為

 

，該反應所屬基本反應類型為

 

反應；澄清石灰水中發(fā)生反應的化學方程式為

 

．
②裝置B中，應先

 

（選填“通一氧化碳”或“加熱氧化鐵”）；裝置末端的酒精燈作用為

 

．
（2）圖2是教材中煉鐵高爐及爐內(nèi)化學變化過程示意圖：
①若采用的鐵礦石主要成分為氧化鐵，請寫出A區(qū)和B區(qū)所發(fā)生主要反應的化學方程式：A區(qū)：

 

；
B區(qū)：C+O₂

點燃  .

CO₂；

 

②要煉出含鐵96%的生鐵3000t，至少需要含氧化鐵90%的赤鐵礦石的質(zhì)量是多少？【寫清計算過程】

Answer 1

考點：鐵的冶煉,含雜質(zhì)物質(zhì)的化學反應的有關(guān)計算,碳的化學性質(zhì),反應類型的判定,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：有關(guān)化學方程式的計算,金屬與金屬材料

分析：（1）①木炭具有還原性可以將氧化鐵還原成鐵，同時生成二氧化碳，可以據(jù)此寫出該反應的化學方程式，該反應為置換反應；
②一氧化碳不但具有還原性，還具有可燃性，當混有了空氣時在加熱或是點燃的條件下容易發(fā)生爆炸，所以實驗前應該先通入一氧化碳，一氧化碳有毒，排到空氣中會污染空氣，可以據(jù)此解答該題；
（2）①依據(jù)A區(qū)主要是生成鐵而B區(qū)主要是產(chǎn)生一氧化碳的情況書寫即可；
②由生鐵的質(zhì)量和含雜質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)及赤鐵礦中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)，根據(jù)一氧化碳與氧化鐵反應的化學方程式可以計算出需要赤鐵礦石的質(zhì)量．

解答：解：（1）①木炭具有還原性可以將氧化鐵還原成鐵，同時生成二氧化碳，該反應的化學方程式為：3C+2Fe₂O₃

高溫  .

4Fe+3CO₂↑，該反應為置換反應；
②一氧化碳不但具有還原性，還具有可燃性，當混有了空氣時在加熱或是點燃的條件下容易發(fā)生爆炸，所以實驗前應該先通入一氧化碳；一氧化碳有毒，排到空氣中會污染空氣，裝置末端的酒精燈能將一氧化碳轉(zhuǎn)化為無毒的二氧化碳；
（2）①依據(jù)A區(qū)主要是生成鐵的反應，所以方程式為：Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂；而B區(qū)主要是產(chǎn)生一氧化碳共發(fā)生了兩個反應，方程式為：C+O₂

點燃  .

CO₂，CO₂+C

高溫  .

2CO；
②設需要赤鐵礦石的質(zhì)量為x．
Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂
160             112
90%?x        3000t×96%=2880t

160

112

=

90%?x

2880t

，解得：x=4571.4t．
答：至少需要含氧化鐵90%的赤鐵礦石的質(zhì)量是4571.4t．
故答案為：（1）①3C+2Fe₂O₃

高溫  .

4Fe+3CO₂↑；置換；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；②通一氧化碳；能將一氧化碳轉(zhuǎn)化為無毒的二氧化碳；（2）①3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；CO₂+C

高溫  .

2CO；②4571.4t．

點評：此題是與煉鐵相關(guān)的實驗探究題，綜合性較強，尤其是利用數(shù)據(jù)對混合物的判斷提高了試題的難度，只要是掌握固體質(zhì)量變化是氧元素失掉的實質(zhì)便可迎刃而解．