Question

3．某钢铁厂高炉炼铁的主要原料是焦炭，赤铁矿石（主要含Fe₂O₃）、空气等，主要反应过程如下：

请回答：
（1）A的化学式CO₂．
（2）反应②的化学方程式CO₂+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO．
（3）反应③的化学方程式Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（4）向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，加入一定量的铁粉，反应停止后过滤，得到滤渣和滤液．向滤渣中滴加稀盐酸，无气泡产生，则滤渣中一定含有Ag（填化学式），滤液中一定含有的溶质是Fe（NO₃）₂（填化学式）；充分反应后溶液的质量减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（5）用含杂质的铁10g（杂质不溶于水，也不参加反应）与100g稀硫酸恰好完全反应，反应后过滤得溶液的质量为108.1g，则含杂质的铁中铁的质量分数．

Answer 1

分析 根据已有的知识进行分析，碳和氧气能反应生成二氧化碳，二氧化碳和碳高温能反应生成一氧化碳；一氧化碳具有还原性，能与氧化铁高温反应生成铁和二氧化碳，根据反应的化学方程式解答即可．

解答 解：（1）碳和氧气能反应生成二氧化碳，故填：CO₂；
（2）二氧化碳和碳高温能反应生成一氧化碳，化学方程式为：CO₂+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO；
（3）一氧化碳具有还原性，能与氧化铁高温反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（4）向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，加入一定量的铁粉，则铁先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，可能与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，向滤渣中滴加稀硫酸，无气泡产生，说明滤渣中一定不含有铁，且一定含有银，可能含有铜；滤液中一定含有的溶质是硝酸亚铁，每56份质量的铁会置换出64份质量的铜和216份质量的银，所以充分反应后溶液的质量减小；
（5）含杂质的铁与100克稀硫酸恰好完全反应，滤除杂质，得到溶液质量为108.1克，溶液的质量增加了108.1g-100g=8.1g
设参加反应的铁的质量为x，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑    溶液质量增加
56  98     152   2      56-2=54
x                     108.1g-100g=8.1g
$\frac{56}{x}$=$\frac{54}{8.1g}$
 x=8.4g
含杂质的铁中铁的质量分数为：$\frac{8.4g}{10g}$×100%=84%．
故答案为：（1）CO₂；
（2）CO₂+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO；
（3）Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（4）Ag，Fe（NO₃）₂，减小；
（5）铁的质量分数为84%．

点评 本题考查了金属的有关性质，完成此题，可以依据已有的知识进行，注意金属与盐的反应顺序．