Question

人类的生产和生活都离不开金属．
Ⅰ．金属元素在自然界中分布很广，在地壳中主要以矿物形式存在．图1中的矿石的主要成分不属于氧化物的是______（填序号）．
Ⅱ．铁是应用最广泛的金属．
（1）图2是工业炼铁示意图．其中，焦炭的作用是燃烧提供能量和______；写出有铁生成的化学方程式______ 2Fe+3CO₂

Answer 1

【答案】分析：Ⅰ．根据矿石的成分及氧化物的定义分析；
Ⅱ．（1）根据炼铁炉内发生的反应，分析焦炭的作用和写出有铁生成的化学方程式；
（2）①一氧化碳具有还原性，可与氧化铁反应生成黑色的铁和二氧化碳，二氧化碳能与氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀和水．据此分析回答；
②根据尾气中含有一氧化碳，有毒能污染空气分析；
（3）①根据质量守恒定律分析计算混合物中铁元素与氧元素的质量比；
②根据化学式，由氧元素的质量求出氧化铁的质量，即可求出铁粉的质量，再求出混合物中铁粉的质量分数．
解答：解：Ⅰ、由矿石的成分可知，孔雀石的主要成分是Cu₂（OH）₂CO₃，有四种元素组成不属于氧化物；
Ⅱ．（1）由炼铁高炉中反应可知，碳首先燃烧生成二氧化碳放出大量的热量，可供还原铁矿石提供热量，然后和焦炭反应生成CO，然后再还原还原铁矿石．所以，焦炭的作用是燃烧提供能量和制取CO；生成铁的反应是：Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂；
（2）①一氧化碳具有还原性，可与氧化铁反应生成黑色的铁和二氧化碳．所以，实验中玻璃管里固体粉末的颜色变化是红色粉末逐渐变黑；生成的二氧化碳能与氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀和水，反应的方程式是：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
②由于该反应的尾气中含有一氧化碳，有毒能污染空气．所以，该装置的缺陷是：没有进行尾气处理；
（3）①由质量守恒定律可知，玻璃管中固体减少的质量是氧化铁中氧元素的质量，即7.2g-6g=1.2g，剩余的固体是铁粉，质量为6g．所以，该混合物中铁元素与氧元素的质量比是：6g：1.2g=5：1．
②氧化铁的质量为：=4g．
该混合物中铁粉的质量分数是：×100%=44.4%．
故答为：Ⅰ．B；Ⅱ．（1）制取还原剂CO，3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂；（2）①红色粉末逐渐变黑，CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；②没有进行尾气处理；（3）①混合物中铁元素与氧元素的质量比是5：1； ②该混合物中铁粉的质量分数44.4%．
点评：本题考查了一氧化碳还原氧化铁的反应原理、步骤、实验现象、尾气处理以及应用．要注意有毒气体不能随意排放，必须经过处理后变成无害物质再排放．