Question

【题目】铁及其化合物在工农业生产和生活中有广泛应用．

（1）图1为高炉炼铁示意图．从炉底流出的生铁属 （填“金属单质”或“合金”）．

下列作用中①与铁矿石发生反应生成铁 ②燃烧供热 ③除去铁矿石中少量杂质（如SiO2）④生成CO，属于从炉顶加入焦炭的作用有 （填字母）．

A．①② B．①③ C．②③ D．②④

（2）实验室可用图2装置模拟工业炼铁并测定样品中氧化铁（Fe2O3）的质量分数（杂质不含铁元素，且不与CO反应）

【查阅资料】碱石灰能吸收二氧化碳和水蒸气

【问题讨论】装置B的作用是 ，从环保角度看该实验装置有一明显缺陷是： ．

【数据处理】称取样品8.0g，用上述装置进行实验，充分反应后称量A装置增重4.4g．则 样品中氧化铁质量分数为 %．

【实验反思】当观察到反应管中固体全部变黑后，若立即停止通CO，则测得的样品中氧化铁的质量分数 （填“偏大”，“偏小”，“无影响”）

（3）废铁屑的主要成份是铁，同时还有少量铁锈（Fe2O3），用于制备动物饲料硫酸亚铁的流程如下：

①反应器中发生的反应除了Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O和Fe+Fe2（SO4）3=3FeSO4外，还有 ；

②滤液M的溶质有 ，操作2为 ；

③FeSO4的溶解度和析出组成如下表．在操作2中，析出FeSO47H2O晶体的最高温度不超过 ℃．

温度t/℃	0	10	30	40	50	60	64	70	80	90
溶解度S/g	15.6	20.5	33.0	40.4	48.8	55.0	55.3	50.6	43.7	37.2
析出晶体	FeSO47H2O							FeSO44H2O	FeSO4H2O

（4）5.56g硫酸亚铁晶体（FeSO4xH2O）隔绝空气受热分解时，生成金属氧化物和气体．固体产物的质量随温度变化的曲线如图3所示．

①0～t1℃，发生的变化是加热失去结晶水，x= ；

②t2℃时B点固体组成只有一种，化学式为 ．

Answer 1

【答案】（1）合金，D；（2）【问题讨论】吸收空气中的水和二氧化碳；未进行尾气处理；【数据处理】66.3．【实验反思】无影响；（3）①Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑；②FeSO4、H2SO4；过滤；③60．（4）7；Fe2O3．

【解析】（1）从炉底流出的生铁是铁和碳的混合物，属于铁的合金；在高炉炼铁中碳能燃烧产生热量、能生成一氧化碳作为还原氧化铁的物质，故填：合金，D；

（2）【问题讨论】装置B中盛有的是碱石灰，碱石灰能吸收空气中的水和二氧化碳，防止对实验结果造成干扰，一氧化碳是有毒的气体，而该装置中没有进行尾气处理，故填：吸收空气中的水和二氧化碳；未进行尾气处理；

【数据处理】称取样品8.0g，用上述装置进行实验，充分反应后称量A装置增重4.4g．说明生成二氧化碳的质量为4.4g，设氧化铁的质量为x

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2．

160 132

x 4.4g

x≈5.3g

则样品中氧化铁质量分数为=66.3%，故填：66.3．

【实验反思】当观察到反应管中固体全部变黑后，若立即停止通CO，装置A增重不变，测得的样品中氧化铁的质量分数无影响，故填：无影响；

（3）①通过分析可知，铁和硫酸反应生成了硫酸亚铁和氢气，氧化铁和硫酸反应生成了硫酸铁和水，铁与硫酸铁反应生成硫酸亚铁．故填：Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑；

②加入的硫酸是过量的，所以在溶液中含有硫酸和反应生成的硫酸亚铁，所以滤液M中肯定含有的溶质的化学式是：FeSO4、H2SO4；操作2后得到了滤液和固体，所以可以判断操作2为过滤，故填：FeSO4、H2SO4；过滤；

③根据图表中的信息可以知道当温度大于60℃时产生了FeSO44H2O，所以应该将温度控制在60℃以下；故填：60．

（4）5.56g硫酸亚铁晶体（FeSO4xH2O）隔绝空气受热分解时，生成金属氧化物和气体．固体产物的质量随温度变化的曲线如图所示．

①0﹣t1℃，发生的变化是加热失去结晶水，

FeSO4xH2OFeSO4+xH2O

152+18x 152

5.56g 3.04g

x=7；

故填：7；

②硫酸亚铁分解生成金属氧化物和气体，t2℃时B点固体组成只有一种，故是氧化铁，故填：Fe2O3．