Question

【题目】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．
（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7.2g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 ．

Answer 1

【答案】
（1）Fe2O3+3CO 2Fe+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】解：（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+3CO 2Fe+3CO2； 所以答案是：Fe2O3+3CO 2Fe+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；
故选①⑤；（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；
所以答案是：没有对尾气进行处理；（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；
所以答案是：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）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．

3CO+Fe2O3	2Fe+3CO2	固体减少的质量
160	112	160﹣112=48
x		7.2g﹣6g

=
x=4g
所以样品中铁粉的质量是7.2g﹣4g=3.2g
样品中Fe元素总质量：3.2g+4g× ×100%=6g
O元素总质量：4g× ×100%=1.2g
所以样品中铁元素与氧元素的质量比是：6g：1.2g=5：1
【考点精析】解答此题的关键在于理解一氧化碳还原氧化铁的相关知识，掌握原理：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，以及对铁的冶炼的理解，了解铁冶炼的原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气；常见的铁矿石有磁铁矿（主要成分是Fe3O4 ）、赤铁矿（主要成分是Fe2O3 ）．