Question

15．钢铁产生是我国的支柱产业之一，选择优质炼铁原料十分重要．甲、乙两组同学对某钢铁厂所购进的赤铁矿粉中主要成分Fe₂O₃的含量进行测定．（假设每步反应均能完全进行，赤铁矿粉中杂质性质稳定，既不溶于水也不参与反应）
（1）甲组同学称取一定质量的赤铁粉，采用如图的装置进行实验．
①装置A中发生反应的化学方程式是Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
②为充分吸收反应生成的CO₂，装置B中应盛放的试剂是氢氧化钠浓溶液．
③可以通过下面不同的方法计算赤铁矿粉中Fe₂O₃的含量：
方法一：称量反应前后A装置的总质量，计算出F₂O₃的含量；
方法二：称量反应前后B装置的总质量，得出反应生成的CO₂质量，计算出Fe₂O₃的含量．
（2）乙组同学称取等质量的赤铁矿粉放入烧杯中，向烧杯中加入过量的稀硫酸充分反应，过滤（填一个操作名称）后立即称量．根据称量的数据计算出Fe₂O₃的含量．
（3）甲、乙两组同学通过相互比较后对各自的实验方案进行评价．

方案	优点
甲组	可以用两种方法计算Fe2O3的含量
乙组	不用加热，节能环保且操作简单，安全系数高

Answer 1

分析 （1）①根据一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳进行分析；
②根据氢氧化钠溶液能够较好的吸收二氧化碳进行分析；
③从二氧化碳能被B装置中的溶液完全吸收考虑；
（2）可用过滤的方法得到残渣，然后称量其质量，然后通过计算得到Fe₂O₃的含量；
（3）根据甲、乙各自的过程对比判断各自的优点．

解答 解：（1）①一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，化学反应式是：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
②氢氧化钠溶液可以很好的吸收二氧化碳气体，所以要充分吸收反应生成的CO₂，装置B中应盛放的试剂是NaOH溶液；
③因二氧化碳已被B装置完全吸收，所以可以通过称量反应前后B装置的总质量，得出反应生成的CO₂质量，然后根据化学反应式计算出Fe₂O₃的含量；
（2）向烧杯中加入过量的稀硫酸充分反应后，我们可以用过滤的方法取出残渣，然后通过称量残渣的质量得出Fe₂O₃的含量；
（3）通过两组的对比可知，甲组的优点：可以用两种方法计算Fe₂O₃的含量；乙组的优点：不用加热，节能环保且操作简单，安全系数高．
故答案为：（1）①Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
②NaOH；
③反应前后B装置的总质量；
（2）过滤；
（3）甲组：可以用两种方法计算Fe₂O₃的含量；
乙组：不用加热，节能环保且操作简单，安全系数高．

点评 本题通过一氧化碳还原氧化铁的实验，考查学生的化学反应式的书写及相关计算和实验的设计，要同学们具有综合的化学知识．