考点1:铁的存在和冶炼
[例1] 钢铁工业是国家工业的基础。2006年我国粗钢产量突破4亿吨,居世界首位。某中学社会实践活动小组利用假期对当地钢铁厂进行了调研,对从矿石开始到钢铁产出的工艺流程有了全面的感性认识。请您对社会实践活动小组感兴趣的问题进行计算:
(1)将6.62 g铁矿石样品投入适量的盐酸中(充分反应),过滤,然后在滤液中加过量的NaOH 溶液,充分反应后,过滤、洗涤、灼烧得4.80g Fe2O3。现以该铁矿石为原料炼铁,若生产过程中铁元素损失4%,计算每生产1.00t生铁(含铁96%),至少需要这种铁矿石 吨? (保留两位小数)
(2)取某钢样粉末28.12g(假设只含Fe和C),在氧气流中充分反应,得到CO2气体224mL(标准状况)。
①计算此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比为 。
②再取三份不同质量的钢样粉末分别加到100mL相同浓度的H2SO4溶液中,充分反应后,测得的实验数据如下表所示:
|
实验序号 |
I |
II |
III |
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加入钢样粉末的质量/g |
2.812 |
5.624 |
8.436 |
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生成气体的体积/L(标准状况) |
1.120 |
2.240 |
2.800 |
计算硫酸溶液的物质的量浓度为 。
③若在实验Ⅱ中继续加入mg钢样粉末,计算反应结束后剩余的固体质量为
? (用含m的代数式表示)
答案:25.(1)解:6.62g铁矿石中铁的质量为![]()
生产1.00t生需铁矿石的质量为:![]()
答:至少需要这种铁矿石1.97t。
(2)①
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答:此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比为50:1。
②根据实验Ⅲ可得:
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
1 mol 22.4L
n(H2SO4)=0.125mol
c(H2SO4)=
=1.25mol·L-1
答:硫酸溶液的物质的量浓度为1.25mol·L-1。
③当钢样粉末中的铁未全部溶解时(m>1.406g),剩余的固体质量为:
5.624g+mg)-0.125mol×56g·mol-1=(m-1.376)g
当钢样粉末中的铁全部溶解时(m≤1.406g),
剩余的固体质量为:![]()
答:当铁未完全溶解时,剩余固体的质量为(m-1.376)g;当铁完全溶解时,剩余固体的质量为
。
[感悟]:
考点2:铁的结构和性质
[例2] A、B、C是中学常见的单质。甲、乙两化合物在常温下分别为黑色晶体和无色液体。这些化合物和单质之间的关系如图所示。据此推断:
![]()
(1)若元素A有可变化合价,则单质A的化学式为 。甲的化学式: 。
(2)根据金属活动顺序表判断单质A和单质C活动性强弱:A C(填>或<)。简述甲+CA+乙反应如何才能充分进行? 。
(3)甲还能与另一种常见金属在一定温度下发生反应,并放出大量热,写出该反应的化学方程式: 。
(1)Fe;Fe3O4
(2)>;该反应一定条件下为可逆反应,不断通入H2,导出水蒸气,使反应充分进行。
(3)3Fe3O4+8Al△==4Al2O3+9Fe
[感悟]:
考点3:铁与酸反应
[例3] 将0.4mol铁粉逐渐加入含硝酸0.8mol的稀硝酸中,反应生成气体的物质的量x随着消耗铁粉的物质的量y的关系如图,正确的是( )
![]()
解析:首先判断反应物之间量的关系,然后再分析计算。
由铁与稀硝酸反应的化学方程式可知,铁与硝酸物质的量之比为3:8时,恰好完全反应。现铁过量,按硝酸的量计算生成NO的物质的量为0.2mol,消耗铁0.3mol,D图象正确。
答案:D
[感悟]: