题目内容

(1)用CO高温下还原赤铁矿(主要成份Fe2O3)的化学方程式为______.
(2)金属镁着火不能用CO2灭火,因为镁能在CO2中燃烧生成碳和氧化镁.该反应的化学方程式为______,反应基本类型是______.
(3)二氧化碳遇到炽热的碳,反应的化学方程式______.

解:(1)一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳,故答案为:3CO+Fe2O33CO2+2Fe;
(2)镁和二氧化碳在点燃的条件下生成氧化镁和碳,故答案为:CO2+2Mg2MgO+C;
该反应由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,符合置换反应的概念,属于置换反应,故答案为:置换反应;
(3)碳和二氧化碳在高温的条件下生成一氧化碳,故答案为:C+CO22CO.
分析:(1)根据工业炼铁的原理进行分析;
(2)根据题中的叙述找出反应物、生成物以及反应条件书写方程式,根据反应物、生成物的类别判断反应的基本类型;
(3)根据二氧化碳会与碳生成一氧化碳进行分析.
点评:在解此类方程式的书写题时,首先确定反应原理,然后再依据原理找出反应物、生成物和反应条件,根据方程式的书写规则书写方程式.
练习册系列答案
相关题目
铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程,把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉,在高温下,利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来.一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为
 
.某化学兴趣小组同学在学习炼铁的相关内容时,对炼铁时还原剂的选择进行了如下探究.
【提出问题】单质碳也具有还原性,碳还原氧化铁的化学方程式为
 
.为什么工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石?
【猜想与假设】焦炭和铁矿石都是固体,接触面积小,反应不易完全.
【进行实验】实验步骤及注意事项如下:
①称取两份相同质量的氧化铁粉末.一份与足量的碳粉均匀混合放入下图装置A的试管中;另一份放入下图装置B的玻璃管中.
②装置A和B两组实验同时开始进行.在装置B的反应中,实验开始前应先
 
(选填“通CO”或“加热”); 实验结束后应继续通入CO直至冷却至室温,其原因是
 


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【实验现象】当装置B的玻璃管中固体完全由
 
时(选填“红色变为黑色”或“黑色变为红色”),装置A的试管中仍有
 

【解释与结论】焦炭和铁矿石都是固体,接触面积小,反应确实不易完全,这可能是工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石的一个原因.
【交流与反思】经过查阅资料和讨论,该小组同学发现除了上述原因外,工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石还有一些其它原因,试写出其中的一个:
 

【完善实验】联想到单质碳的一些化学性质,甲同学认为在碳还原氧化铁的反应中可能还会有CO产生.为了证明碳还原氧化铁所得的气体中含有CO和CO2,将该气体通过下图的检验装置,正确的连接顺序是
 
(选填字母,装置可重复使用).经过检验,证实碳还原氧化铁所得的气体中确实含有CO和CO2,因此装置A的不足之处是
 
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【拓展延伸】乙同学用下图测定铁的相对原子质量,主要实验步骤如下(必要的固定装置已略去):
①连接装置并检查装置气密性;精英家教网
②加入药品和水;
③记录c中液面刻度(c为带有刻度的玻璃管);
④由a向b中滴加稀硫酸至过量;
⑤待b中不再有气体产生并恢复至室温后,记录c中液面刻度,计算得到气体的体积为V mL(经查,室温室压下该气体密度为ρ g/L).
(1)检验该装置气密性的方法是
 

(2)为使测得的气体体积更精确,记录c中液面刻度时,除使视线与凹液面的最低处相平外,还应
 

(3)如果实验过程中,发现稀硫酸的量不足,应
 
(选填“中途加酸”或“重新实验”).
(4)丙同学发现实验中由于缺少某一步骤导致数据缺乏而无法计算,该步骤是
 
(2011?丹阳市二模)某兴趣小组在复习铁的冶炼时,在参考资料上发现以下一段文字:已知在不同的温度下,CO与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物(或铁单质)和CO2.他们不禁产生了疑问:书本119页的实验中,CO与Fe2O3反应生成的黑色物质真的是Fe粉吗?于是他们进行了以下探究.
【查阅资料】
资料一:Fe粉和Fe3O4粉末能被磁铁吸引而FeO(黑色)不能;
资料二:Fe3O4中铁元素有+2、+3两种化合价,其化学式可用FeO?Fe2O3 的形式表示;
【提出猜想】黑色物质可能是Fe3O4、FeO和Fe粉中的一种或几种.
【进行实验】兴趣小组收集了CO与Fe2O3反应生成的黑色物质进行了下列实验:
实验方案 实验现象
取少量黑色物质用磁铁吸引 黑色物质全部被磁铁吸引
取少量黑色物质加入30%热的盐酸中 无气泡、溶液颜色变成黄绿色
取少量黑色物质加入硫酸铜溶液中 无任何现象
【实验结论】
(1)甲实验现象说明黑色物质中没有
FeO
FeO
,乙、丙实验现象说明黑色物质中没有
Fe
Fe

(2)生成的黑色物质应为Fe3O4
(3)写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式
Fe3O4+8HCl═FeCl2+2FeCl3+4H2O
Fe3O4+8HCl═FeCl2+2FeCl3+4H2O

【拓展探究】同学们对Fe3O4产生了兴趣,从参考资料中找到了氧化沉淀法生产复印用高档Fe3O4粉的工艺流程简图.
【生产流程】

【查阅资料】
资料一:硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如下表所示:
温度/℃ 0 10 30 50 60 70 80 90
溶解度/g 14.0 17.0 25.0 33.0 35.3 33.0 30.5 27.0
资料二:Fe(OH)2受氧气氧化反应原理为:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
资料三:获得Fe3O4的反应原理为:Fe(OH)2+2Fe(OH)3
  △  
.
 
Fe3O4+4H2O
【问题讨论】
(1)溶解时,用50℃至80℃的热水目的是
在50℃~80℃时,硫酸亚铁的溶解度较大,有利于溶解的更多,提高产率
在50℃~80℃时,硫酸亚铁的溶解度较大,有利于溶解的更多,提高产率

(2)写出加入适量NaOH溶液时发生反应的化学方程式
2NaOH+FeSO4═Fe(OH)2↓+Na2SO4
2NaOH+FeSO4═Fe(OH)2↓+Na2SO4

(3)上述过程中,要控制“通一定量空气”的目的是
控制Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的量[或防止Fe(OH)2完全转化为Fe(OH)3]
控制Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的量[或防止Fe(OH)2完全转化为Fe(OH)3]

(4)要使四氧化三铁的产率最高,则上述流程中产生的Fe(OH)2和Fe(OH)3的最佳质量比为
90:214(或45:107)
90:214(或45:107)

(5)副产品P是硫酸钠,由溶液N获得该副产品的操作顺序是b→
c
c
a
a
→d.
a.过滤   b.加热浓缩     c.冷却结晶    d.晶体加热至完全失去结晶水
【组成确定】为确定用以上方法制得的四氧化三铁中可能含有的杂质,同学们又进行了下列实验探究.
【查阅资料】
资料一:难溶性碱受热时能分解产生金属氧化物和水(反应中各种元素的化合价不变);
资料二:Fe2O3和CO反应是随温度升高而逐步进行的,先生成Fe3O4,再生成FeO(黑色),最后生成Fe;
【提出猜想】Fe3O4中可能含有的杂质是Fe2O3和FeO中的一种或两种.
【实验设计】同学们称取了23.28g该Fe3O4样品进行了下列实验:
【实验分析】因探究思路不同,兴趣小组分成甲、乙两小组.
甲组:
(1)该组同学欲通过B装置反应前后的质量变化来计算确认该Fe3O4样品中的杂质.B中的最佳试剂是_
(填序号).
①澄清石灰水     ②氢氧化钠浓溶液     ③稀盐酸     ④水
(2)上述实验过程中,CO气体除作为反应物外,还能起到的作用是:①实验开始时,排尽装置中的空气,防止加热时发生爆炸;②停止加热后,防止A中生成物被氧化,B中的溶液倒吸入A中;③
将装置中的CO2送入NaOH溶液中
将装置中的CO2送入NaOH溶液中

(3)乙组同学认为B装置反应前后的质量差会偏小而影响计算、分析,你认为他们的理由是
CO从B中溶液里逸出时会带出部分水蒸气
CO从B中溶液里逸出时会带出部分水蒸气

乙组:
利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线(右图).
(1)写出BC段发生反应的化学方程式:
Fe3O4+CO
 高温 
.
 
3FeO+CO2
Fe3O4+CO
 高温 
.
 
3FeO+CO2

(2)通过计算确定:该Fe3O4样品中含有的杂质是
Fe2O3
Fe2O3
,其中含Fe3O4的质量是
20.88
20.88
g.(不需要写过程)
材料:人类要在月球居住,首先离不开淡水和氧气,而月球上既没有水又没有空气.科学家发现月球的沙土中含有丰富的含氧钛铁矿,成分为TiO2、Fe2O3的混合物,若将这些矿石利用CO来还原可以提炼单质钛和铁,若用氢气还原,可以得到淡水.若将这些矿石通电,还可以从中分离出氧气.

(1)月球土壤中存在天然的铁、金、银、等多种金属矿物颗粒.若从铁、金(Au)、银混合金属中回收某些金属,将混合金属放入足量的盐酸中充分反应,然后过滤,剩余的固体中可以回收得到的金属组合是
C
C

A.Fe    B.Au、Fe    C.Ag、Au     D.Fe、Ag
(2)据科学家预测,月球的土壤中吸附着百万吨的氦(He-3),其原子核中质子数为2、中子数为1,每百吨氦(He-3)核聚变所释放的能量相当于目前人类一年消耗的能量.下列关于氦(He-3)元素的说法正确的是
D
D


A.原子核外电子数为3               B.相对原子质量为2
C.原子结构示意图为     D.原子结构示意图为
(3)“嫦娥一号”发射的火箭推进器中装有液态肼(用A表示)和过氧化氢(H2O2),它们混合时的反应方程式为:2H2O2+A═N2+4H2O,则肼(A)的化学式为
D
D

A.N2H2        B.N2H4O2      C.NH2 D.N2H4
(4)从铁生锈条件来分析,月球上铁制品
不易
不易
(填“易”或“不易”)生锈,原因是:
月球上既没有水又没有空气
月球上既没有水又没有空气

(5)现利用CO来还原TiO2、Fe2O3的混合物提炼单质钛和铁,装置如图所示,试回答:
①写出A中发生反应化学方程式(任意一个)
3CO+Fe2O3
 高温 
.
 
2Fe+3CO2
3CO+Fe2O3
 高温 
.
 
2Fe+3CO2

②用CO还原钛铁矿,生成钛和铁的混合物,可用简单的物理方法将两种物质分开
用磁铁吸引铁粉
用磁铁吸引铁粉

③就实验操作顺序的问题两位同学出现了分歧.小月认为先通一段时间CO排空,然后再点燃C和A中的酒精灯,小亮认为这样做不好,他的理由是
CO有剧毒,对空气有污染
CO有剧毒,对空气有污染

小亮认为先点燃C和A中的酒精灯,然后再通CO,小月又提出反对,她的理由是
CO与容器内空气混合,点燃后可能会发生爆炸
CO与容器内空气混合,点燃后可能会发生爆炸
,老师认为他们的反对意见都有一定道理.请你帮助这两位同学解决他们的困难,你的办法是
先通一段时间氮气,排尽玻璃管内空气,然后再点燃酒精灯
先通一段时间氮气,排尽玻璃管内空气,然后再点燃酒精灯

(6)在学习了金属的性质后,化学实验小组同学对“21世纪的重要金属材料钛和钛合金”产生了兴趣,他们进行了如下探究,并请你一同参与.
查阅资料:
A.钛的硬度与钢铁差不多,而它的质量只有同体积钢铁的一半,钛的密度虽然比铝稍大一点,可它的硬度却比铝大两倍.
B.钛属于化学性质比较活泼的金属,但在常温下钛的抗腐蚀性很强.即使把钛放在海水中数年,取出后仍光亮如初.
C.钛合金与人体具有很好的“相容性”,在人体内能抵抗分泌物的腐蚀且无毒.
活动与探究:
①钛与铁的金属活动性哪一种强?
【提出假设】:
钛的金属活动性比铁强
钛的金属活动性比铁强

【设计实验】:
将钛放入硫酸亚铁溶液中(或将铁和钛分别放入稀盐酸中;或将铁放入钛的化合物溶液中)
将钛放入硫酸亚铁溶液中(或将铁和钛分别放入稀盐酸中;或将铁放入钛的化合物溶液中)

若钛的活动性比铁强,以上实验出现的现象是:
钛的表面有黑色物质生成
钛的表面有黑色物质生成

②钛是比较活泼的金属,为什么耐腐蚀性却很强?可能的原因是:
钛的表面易形成致密的氧化物保护膜
钛的表面易形成致密的氧化物保护膜

③若要比较铝片和钛片的硬度,你的方法是:
可以使用两者相互刻画,出现痕迹的硬度小一些
可以使用两者相互刻画,出现痕迹的硬度小一些

思考与应用:
“物质的性质在一定程度上决定着它的用途”请你判断钛的用途(写两条):
制人造骨;飞机、飞船等航空工具
制人造骨;飞机、飞船等航空工具

(7)若冶炼2000t含杂质3%的生铁,需要含Fe2O376%的上述含氧钛铁矿的质量是多少?(请写出计算过程,结果精确到0.1.)
某兴趣小组在复习铁的冶炼时,在参考资料上发现以下一段文字:已知在不同的温度下,CO与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物(或铁单质)和CO2.他们不禁产生了疑问:课本上册124页的实验中,CO与Fe2O3反应生成的黑色物质真的是Fe粉吗?于是他们进行了以下探究.
[查阅资料]
资料一:Fe粉和Fe3O4粉末能被磁铁吸引而FeO(黑色)不能;
资料二:Fe3O4中铁元素有+2、+3两种化合价,其化学式可用FeO?Fe2O3 的形式表示;
[提出猜想]黑色物质可能是Fe3O4、FeO和Fe粉中的一种或几种.
[进行实验]兴趣小组收集了CO与Fe2O3反应生成的黑色物质进行了下列实验:
实验方案 实验现象
取少量黑色物质用磁铁吸引 黑色物质全部被磁铁吸引
取少量黑色物质加入30%热的盐酸中 无气泡、溶液颜色变成黄绿色
取少量黑色物质加入硫酸铜溶液中 无任何现象
[实验结论]
(1)甲实验现象说明黑色物质中没有
FeO
FeO
,乙、丙实验现象说明黑色物质中没有
Fe
Fe

(2)生成的黑色物质应为Fe3O4
(3)写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O

[拓展探究]同学们对Fe3O4产生了兴趣,从参考资料中找到了氧化沉淀法生产复印用高档Fe3O4粉的工艺流程简图.
[生产流程]

[查阅资料]
资料一:硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如表所示:
温度/℃ 0 10 30 50 60 70 80 90
溶解度/g 14.0 17.0 25.0 33.0 35.3 33.0 30.5 27.0
资料二:Fe(OH)2受氧气氧化反应原理为:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
资料三:获得Fe3O4的反应原理为:Fe(OH)2+2Fe(OH)3
  △  
.
 
Fe3O4+4H2O
[问题讨论]
(1)溶解时,用50℃至80℃的热水目的是
在50℃~80℃时,硫酸亚铁的溶解度较大,有利于溶解的更多,提高产率
在50℃~80℃时,硫酸亚铁的溶解度较大,有利于溶解的更多,提高产率

(2)写出加入适量NaOH溶液时发生反应的化学方程式
2NaOH+FeSO4═Fe(OH)2↓+Na2SO4
2NaOH+FeSO4═Fe(OH)2↓+Na2SO4

(3)上述过程中,要控制“通一定量空气”的目的是
控制Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的量
控制Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的量

(4)要使四氧化三铁的产率最高,则上述流程中产生的Fe(OH)2和Fe(OH)3的最佳质量比为
90:214
90:214

(5)副产品P是硫酸钠,由溶液N获得该副产品的操作顺序是b→
c
c
a
a
→d.
a.过滤   b.加热浓缩     c.冷却结晶    d.晶体加热至完全失去结晶水
[组成确定]为确定用以上方法制得的四氧化三铁中可能含有的杂质,同学们又进行了下列实验探究.
[查阅资料]
资料一:难溶性碱受热时能分解产生金属氧化物和水(反应中各种元素的化合价不变);
资料二:Fe2O3和CO反应是随温度升高而逐步进行的,先生成Fe3O4,再生成FeO(黑色),最后生成Fe;
[提出猜想]Fe3O4中可能含有的杂质是Fe2O3和FeO中的一种或两种.
[实验设计]同学们称取了23.28g该Fe3O4样品进行了下列实验:

[实验分析]因探究思路不同,兴趣小组分成甲、乙两小组.
甲组:
(1)该组同学欲通过B装置反应前后的质量变化来计算确认该Fe3O4样品中的杂质.
B中的最佳试剂是
(填序号)
①澄清石灰水     ②氢氧化钠浓溶液    ③稀盐酸         ④水
(2)上述实验过程中,CO气体除作为反应物外,能起到的作用是:
①实验开始时,排尽装置中的空气,防止
防止爆炸
防止爆炸

②停止加热后,继续通CO气体,防止
防止生成物被氧化
防止生成物被氧化
,以及B中的溶液倒吸入A中;
在本实验中,CO气体还能起到的作用是③
让二氧化碳全部进入B瓶中
让二氧化碳全部进入B瓶中

(3)尾气如何处理?
点燃
点燃

乙组:
利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线(如图)

(1)写出BC段发生反应的化学方程式:
Fe3O4+CO
 高温 
.
 
3FeO+CO2
Fe3O4+CO
 高温 
.
 
3FeO+CO2

(2)通过分析计算确定:该Fe3O4样品中含有的杂质是
Fe2O3
Fe2O3
.(不需要写过程)
(2013?柳州)水煤气是一种工业上常用的气体燃料,一般用焦炭和水蒸气在高温下反应制得,含有少量的CO2和水蒸气杂质.某化学兴趣小组对水煤气的主要成分进行研究.
【查阅资料】
(1)白色的无水硫酸铜粉末遇水变成蓝色;
(2)Na2CO3与少量盐酸反应生成NaHCO3和NaCl,与过量盐酸反应时生成NaCl,H2O,CO2
【实验假设】
①可燃气只是CO
②可燃气体只是H2
③可燃气体是CO,H2的混合气.
【实验过程】
实验小组按以下流程进行实验(水煤气中CO2,H2O已被充分吸收);

实验中,发现黑色氧化铜变红,且
无水硫酸铜变蓝色
无水硫酸铜变蓝色
,证明水煤气含有H2;还观察到澄清石灰水变浑浊,证明水煤气含有另一可燃气体为
一氧化碳
一氧化碳

【实验反思】
根据实验结论,甲同学认为实验应保证安全,防止中毒,对尾气的处理方法是
用容器收集起来
用容器收集起来

【实验拓展】
(1)实验后,乙同学认为欲检验所用NaOH是否完全消耗,可向溶液中滴入几滴稀盐酸,若没有气体产生,则溶液中还有NaOH剩余,但丙同学认为乙同学的设计是错误的,理由是
如果氢氧化钠被完全消耗,生成的Na2CO3与少量盐酸反应生成NaHCO3和NaCl,也没有气体产生
如果氢氧化钠被完全消耗,生成的Na2CO3与少量盐酸反应生成NaHCO3和NaCl,也没有气体产生

(2)丁同学通过本次实验,结合查阅的资料发现,不用任何其它试剂,只用试管和胶头滴管就可以鉴别稀盐酸和碳酸钠两种无色溶液.正确的鉴别方案及结论是
把两种溶液分别加入两支试管中,用胶头滴管吸取其中的一种溶液,向另一只试管中滴加,
如果开始时没有气泡产生,滴加一会儿后产生气泡,说明胶头滴管中的溶液是稀盐酸,另一种是碳酸钠溶液;
如果一开始就有气泡产生,说明胶头滴管中的溶液是碳酸钠溶液,另一种是稀盐酸
把两种溶液分别加入两支试管中,用胶头滴管吸取其中的一种溶液,向另一只试管中滴加,
如果开始时没有气泡产生,滴加一会儿后产生气泡,说明胶头滴管中的溶液是稀盐酸,另一种是碳酸钠溶液;
如果一开始就有气泡产生,说明胶头滴管中的溶液是碳酸钠溶液,另一种是稀盐酸

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