题目内容
铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁的反应,该化学方程式为 。
(1)某钢铁厂每天需消耗5000t含氧化铁76%的赤铁矿石,该厂理论上可以日产含铁98%的生铁的质量是多少?
(请写出计算过程,结果精确到0.1t)
(2)某化学兴趣小组在实验室中模拟炼铁原理的实验,并对固体产物的成分进行探究。
【设计实验】用一氧化碳还原纯净的氧化铁粉末,实验装置如图,酒精灯b的作用是 。
【进行实验】该小组按上述实验设计,在一定温度下进行了实验,测得下列数据:
①反应前玻璃管和内盛氧化铁粉末的总质量66.0g(玻璃管的质量为60.0g)。
②反应后玻璃管和内盛黑色固体的总质量m(冷却到室温称量)。
【分析与讨论】本实验中,玻璃管内固体粉末由红色全部变为黑色。小明同学认为该黑色固体全部是铁,但小华同学提出了质疑,于是大家提出查阅资料。
【查阅资料】
①一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关。
②一氧化碳还原氧化铁的实验过程中固体产物可能有四氧化三铁、氧化亚铁、铁。
③
物质 性质 | 四氧化三铁 | 氧化亚铁 | 氧化铁 | 铁粉 |
颜色 | 黑色 | 黑色 | 红色 | 黑色 |
能否被磁铁吸引 | 能 | 不能 | 不能 | 能 |
①该小组同学将反应后的黑色固体研磨后,再用磁铁吸引,发现黑色固体粉末全部能被吸引,则该黑色固体粉末中不可能含有氧化铁和 。
②该小组同学将黑色固体粉末投入硫酸铜溶液中,一段时间后无紫红色固体析出,则该黑色固体粉末为 。其实,进行如上图所示实验后,若测得反应后玻璃管和内盛黑色固体的总质量m为 g,也能得出这个结论。
【反思与评价】一氧化碳还原氧化铁的实验中,若要得到铁可适当提高反应温度和延长反应时间。上图所示实验装置中,应作的一处修改是 。
3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2
(1)2714.3t
(2)【设计实验】 尾气处理,防止空气污染
【进一步实验和得出结论】①氧化亚铁 ②四氧化三铁 65.8g
【反思与评价】将酒精灯a换成酒精喷灯
解析试题分析:
⑴设生铁质量为X
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
160 112
5000t×76% 98%X
X=2714.3t
⑵【进一步实验和得出结论】①根据表格提供信息,不能被磁铁吸引的除氧化铁外,还有氧化亚铁。②根据题意,该粉末不能置换出硫酸铜溶液中的铜,则该黑色粉末不是铁粉,从而该粉末只能是四氧化三铁。后半题实际是问:如果生成四氧化三铁,则反应后会有多少固体物质存在呢?为此,我们可以先列出反应方程式,并通过方程式求解,具体过程如下:
设生成四氧化三铁质量为X
CO+3Fe2O32Fe3O4+CO2
3×160 2×232
(66-60)g X
X=5.8g
反应后玻璃管和内盛黑色固体的总质量m为60g+5.8g=65.8g时,也能得出只生成四氧化三铁这一结论。
【反思与评价】根据题意,要提高反应温度,只有将酒精灯a换成酒精喷灯,当然也可以给酒精灯加上网罩,以使火焰集中,从而提高温度。不过这样的效果可能不如换用酒精喷灯好。
考点:化学计算,化学实验
一包生石灰打开在空气中放置一段时间后,经测定固体成分为氢氧化钙和碳酸钙,向其中加入150g7.3%的稀盐酸恰好完全反应,同时生成2.2g二氧化碳。则固体混合物中钙、碳元素的质量比为………………………( )
A.10:1 | B.5:1 | C.10:3 | D.20:3 |
把12g某固体放入90g水中充分溶解后过滤,滤出该固体2g,则该滤液的溶质质量分数是
A.10% | B.11.7% | C.12% | D.13.3% |
(5分)铜镁合金常用作飞机天线等导电材料。欲测定合金的组成(其他元素忽略不计),进行如下实验:取铜镁合金10g放入烧杯,将200g稀硫酸分4次加入烧杯中,充分反应后,测得剩余固体的质量记录如下。请计算:
次 数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
加入稀硫酸质量/g | 50 | 50 | 50 | 50 |
剩余固体质量/g | 8.5 | 7 | 6.6 | 6.6 |
(2)求所加稀硫酸中溶质的质量分数。(写出计算过程)
(10分)市售珍珠粉的价格相差很大,但其外观、手感都没有明显差异,优质珍珠粉和廉价珍珠粉的成分有何不同呢?实验小组同学展开探究。
【查找资料】
①优质珍珠粉直接由贝科动物体内珍珠加工而成,含有一定量的氨基酸、碳酸钙等。
②廉价珍珠粉由“贝壳粉”加工而成,贝壳加工过程中会用到氢氧化钠,贝壳的主要成分是碳酸钙。
③珍珠粉中除碳酸钙外,其它成分均不能与盐酸反应生成二氧化碳。
④氨基酸大部分能溶解于水,遇到浓硝酸并加热会呈现黄色或黑色。
⑤碳酸钙与浓硝酸能发生反应,生成二氧化碳。
⑥氯化钙溶液呈中性。
【提出猜想】优质珍珠粉和廉价珍珠粉的区别可能在于:
①廉价珍珠粉含有 ;
②廉价珍珠粉不含氨基酸;
③碳酸钙含量不同。
【实验探究】
实 验 内 容 | 现 象 | 结 论 |
(1)分别将少量优质珍珠粉和廉价珍珠粉放入试管中,加少量水,静置一段时间后,滴加 。 | 廉价珍珠粉的上层清液变红,优质珍珠粉的溶液没有变色 | 猜想①成立 |
(2)分别将少量优质珍珠粉和廉价珍珠粉放入试管中,加少量水,过滤, ,加热。 | 优质珍珠粉的溶液有黄色出现,局部变黑,廉价珍珠粉的溶液没有明显现象 | 猜想 成立 |
| 优质珍珠粉 | 廉价珍珠粉 |
珍珠粉的质量 | 100g | 100g |
加入盐酸的质量 | 460.0g | 500g |
烧杯中最终物质的总质量 | 520.0g | 558.2g |
你认为小明的思路是否可行? (填“可行”或“不可行”)理由是 。
②处理数据后,得出结论:廉价珍珠粉中碳酸钙的质量分数为 %,含量高于优质珍珠粉。