题目内容
(5分)钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志。图1是实验室模拟炼铁的装置图。
图一 图二 图三
(1)写出图1中A处发生的化学反应方程式: ;
(2)实验过程中通入CO质量与红色粉末质量的关系如图2所示。根据图示,下列说法不正确的是 ;(填序号)
①a点表示开始通入CO,反应开始发生
②b点表示通入CO一段时间后加热,反应开始发生
③c点表示红色粉末已充分参加反应
④d点表示反应结束后仍需继续通入CO
⑤可根据通入CO的质量计算出红色粉末的质量
(3)图1装置中的不足之处是 。
(4)该实验炼制的铁与工业炼制出的铁最大的区别是 。
(5)某化学小组的同学们利用上述实验对一份固体样品进行了探究。通过实验已确定该样品由氧化铁和铁粉混合而成。他们取了3.6g固体样品,用图1所示的装置重新实验,测定的部分数据如图3所示,则原样品中铁元素与氧元素的质量比是 。
(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,(2)①⑤,(3)没有对尾气进行处理,(4)该实验炼制的铁是纯净物,工业炼制的生铁是混合物,含有一定量的碳,(5)5:1
解析:(1)红色粉末是氧化铁,氧化铁和一氧化碳在高温条件下生成铁和二氧化碳,方程式是:Fe2O3+3CO2=高温=Fe+3CO2;
(2)实验开始先通入一氧化碳,排尽试管内空气,防止加热发生爆炸,反应完成要继续通一氧化碳,防止生成的铁被氧化,此两步一氧化碳都未发生反应,所以不能根据通入一氧化碳的质量进行计算,a-b红色粉末的质量未变,说明反应尚未开始;
(3)一氧化碳有毒,未发生反应的一氧化碳要进行处理,图中缺乏尾气处理装置;
(4)工业炼制的是生铁,含有一定量的碳,此处炼制的是纯铁,二者一个是纯净物,一个是混合物;;
(5)一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,所以玻璃管固体减少的质量是氧化铁中氧元素的质量.
解:设氧化铁的质量为x.
Fe2O3+3CO2=高温=Fe+3CO2 固体减少的质量
160 112 160-112=48
x 3.6g-3g
x=2g
所以样品中铁粉的质量是3.6g-2g =1.6g
样品中Fe元素总质量:1.6g+2g×112/160×100%=3g
O元素总质量:2g×48/160×100%=0.6g
所以样品中铁元素与氧元素的质量比是:3g:0.6g=5:1
答:该样品中铁元素与氧元素的质量比是5:1.
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