Question

【题目】某化学小组探究炼铁的反应原理。

（一）利用图装置回答问题（假设赤铁矿粉样品中的Fe2O3完全反应，赤铁矿中杂质不参与反应）:

（1）A装置的作用是制取一氧化碳，反应的化学方程式为。根据反应装置判断，化学方程式中还缺少的条件是___________________。

（2）C装置的作用是______，D装置中药品的名称是________，E装置中发生反应的化学方程式为________，F处将尾气燃烧掉的目的是______。

（3）实验中记录的数据如下表，据此计算赤铁矿中氧化铁的质量分数为________。

玻璃管质量	玻璃管和药品反应前质量	玻璃管和药品反应后质量
65.6g	75.6g	73.2g

（4）有同学提出可以根据F装置中增加的质量来计算赤铁矿中氧化铁的质量，你同意此看法吗？

说出你的观点和理由是_______。

（二）利用图装置进行甲、乙对比实验，探究温度对CO和Fe2O3反应的影响（固定装置和尾气处理装置略，所用固体药品为纯净物）。

（1）反应过程中观察到，甲、乙两组的澄清石灰水均变浑浊，集气瓶中发生反应的化学方程式为________。

（2）完全反应后，甲、乙两组的生成物均为黑色粉末，分别用两组的生成物进行以下实验:

步骤	操作	甲组现象	乙组现象
1	称量黑色粉末质量/g	m1	m2
2	取黑色粉末，用磁铁吸引	全部被吸引	全部被吸引
3	取黑色粉末，加入足量CuSO4溶液	黑色粉末溶解，有红色物质生成	无明显现象

（注：铁的氧化物中，只有Fe3O4能被磁铁吸引）

①甲组的黑色粉末与CuSO4溶液反应的化学方程式是_____。

②小明同学查阅资料后发现Fe3O4在常温下不与CuSO4溶液反应，故猜想乙组的生成物为Fe3O4。

小丽提出不同意见：假设乙组黑色粉末中除了有Fe3O4，还可能含有少量铁粉，铁粉的含量低，与硫酸铜溶液反应也可能无明显现象。

了进一步确定乙组生成物成分，小组同学提出，如果m2恰好为______________g，则小明的猜想正确，如果m2_____________________（填“大于”或“小于”）该质量，则乙组生成物中还含有少量铁粉。

Answer 1

【答案】加热 检验二氧化碳是否被氢氧化钠溶液完全吸收 浓硫酸 一氧化碳有毒，防止污染空气 80% 不同意，这是因为澄清石灰水中氢氧化钙很少，不一定把生成二氧化碳完全吸收，同时空气中的二氧化碳也能被澄清石灰水吸收 4.64 小于

【解析】

一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳，一氧化碳有毒，点燃生成二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙生成碳酸钙和水，铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁。

（一）（1）由图可知，浓硫酸和草酸在加热条件下反应，故A装置的作用是制取一氧化碳，反应的化学方程式为。根据反应装置判断，化学方程式中还缺少的条件是加热。

（2）浓硫酸和草酸在加热条件下反应生成二氧化碳，B装置中二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，常用于检验二氧化碳气体，故C装置的作用是检验二氧化碳是否被氢氧化钠溶液完全吸收，D装置是干燥气体，浓硫酸具有吸水性，故D装置中药品的名称是浓硫酸，E装置中发生反应是一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳，故反应的化学方程式为，一氧化碳有毒，点燃生成二氧化碳，故F处将尾气燃烧掉的目的是一氧化碳有毒，防止污染空气。

（3）一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，由质量守恒定律可知，反应前后元素的质量不变，则氧化铁中氧元素的质量为，氧化铁的质量为，故赤铁矿中氧化铁的质量分数为。

（4）澄清石灰水吸收二氧化碳气体的质量很少，故不同意，理由是澄清石灰水中氢氧化钙很少，不一定把生成二氧化碳完全吸收，同时空气中的二氧化碳也能被澄清石灰水吸收。

（二）（1）反应过程中观察到，甲、乙两组的澄清石灰水均变浑浊，说明反应生成二氧化碳，集气瓶中发生反应是二氧化碳和氢氧化钙生成碳酸钙和水，故反应的化学方程式为。

（2）①甲组中一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳，则甲组的黑色粉末与CuSO4溶液反应生成铜和硫酸亚铁，故反应的化学方程式是。

②小明同学查阅资料后发现Fe3O4在常温下不与CuSO4溶液反应，猜想乙组的生成物为Fe3O4，则，故如果m2恰好为4.64g， 则小明的猜想正确，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，则质量减少，故如果m2小于该质量，则乙组生成物中还含有少量铁粉。