题目内容
【题目】某化学兴趣小组进行了实验室模拟炼铁。
【实验步骤】
(1)组装仪器，并_______________________________。
(2)装入药品后，先通入一氧化碳，待排尽装置内空气后，再点燃 _________________(填仪器①的名称)。
(3)当______________________时，停止加热。
(4)待玻璃管内物质冷却后，___________________________。
【分析与讨论】小王同学认为该黑色固体全部是铁，但小李同学提出了质疑，于是大家提出查阅资料。
【查阅资料】①CO还原Fe2O3的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关；Fe2O3与CO反应的固体生成物与温度的关系：
②相关物质的一些性质
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 |
【实验与猜想】
(1)于是该小组同学将反应后的黑色固体，用磁铁吸引，发现黑色固体粉末能全部被吸引。因此可推断黑色固体粉末中不可能含有氧化铁和______________。
(2)为进一步确定黑色固体的成分，小组同学进行了定量测定。按实验设计，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64.80g(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63.68g(冷却到室温称量)
通过实验中获得的数据进行计算，可得出黑色固体粉末的成分及质量分数为______________________。
【反思与评价】
(1)小组同学经过讨论认为，一氧化碳还原氧化铁时，若要得到较纯的铁，应该__________(填序号)。
①可适当提高反应温度 ②适当延长加热时间 ③固体要粉碎
(2)上述装置有一明显缺陷，请加以改正______________________________。
【实践应用】
某钢铁公司用480万吨含氧化铁60%的赤铁矿石炼铁，请问能得到含杂质5%的生铁_____________万吨？(要有计算过程，结果保留一位小数)
【答案】 检查装置气密性 酒精喷灯 红棕色粉末变成黑色 停止通入一氧化碳 氧化亚铁 四氧化三铁(31.5%)和铁(68.5%) ① ② ③ 在装置后加一燃着的酒精灯 212.2万吨
【解析】【实验步骤】
（1）实验之前应检查装置气密性；
（2）仪器①是酒精喷灯；
（3）当红棕色粉末变成黑色时，说明反应完成，停止加热；
（4）防止生成的铁被氧气氧化，所以实验完毕后继续通入一氧化碳，待玻璃管内物质冷却后，再停止通入一氧化碳；
【反思与评价】（1）黑色固体粉末全部能被吸引，说明黑色粉末中含有铁，或含有四氧化三铁，或含有铁和四氧化三铁，不可能含有氧化亚铁和氧化铁；
（2）依据实验测得的数据可知氧化铁的质量是：64.80g -60.0g=4.8g，这些氧化铁中含有的氧元素质量是：4.8g×
×100%=1.44g，由于反应前后固体的质量差即为氧化铁失去的氧的质量，所以可知反应前后失掉的氧的质量是：64.80g -63.68g =1.12g，所以该固体不可能全是铁，固体中还有1.44g-1.12g=0.32g氧元素没有失掉，所以设四氧化三铁质量为x，其x×
×100%=0.32g，x=1.16g，所以该固体粉末中四氧化三铁含量为； 
×100%≈31.5%，含铁的质量分数为1-31.5%=68.5%；
【反思与评价】（1）一氧化碳还原氧化铁得到铁时需要较高的温度，若要得到较纯的铁，应该可适当提高反应温度、适当延长加热时间、固体要粉碎等；
（2）由于一氧化碳有毒，会污染空气，所以在装置后加一燃着的酒精灯，将一氧化碳燃烧掉；
【实践应用】解：设能得到含杂质5%的生铁质量为x
480万吨×60%×
×100%=x×（1-5%）
x≈212.2万吨。
答：能得到含杂质5%的生铁212.2万吨。
