题目内容
13．
已知某金属X有下列相关信息：①它的主要矿物的化学成分是X2O3；②它主要通过热还原法冶炼而成；③它的年产量位于金属之首．（1）在高炉中用含X2O3的矿物冶炼该金属的原理是Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2（用化学方程式表示）．
（2）同学们设计了如下实验方案测定该矿物中X2O3的质量分数（装置气密性良好；矿物中的杂质不参加反应；假设矿物样品中的X2O3完全反应）：
①取矿物样品并称量该样品的质量m1
②测出反应前广口瓶和瓶内物质总质量m2；
③测出反应后广口瓶和瓶内物质总质量m3；
④计算得出矿物样品中X2O3的质量分数．
你认为，该实验方案不能准确测出矿物中X2O3的质量分数，理由是生成的二氧化碳气体不一定被石灰水完全吸收，不改变装置和药品，可以通过测定测出反应前玻璃管和矿物质样品的总质量m2和反应后玻璃管和剩余固体总质量m3，则矿物中X2O3的质量分数为$\frac{10（{m}_{2}-{m}_{3}）}{3{m}_{1}}$×100%．
分析 （1）年产量位于金属之首的是金属铁；高炉炼铁中发生的反应是一氧化碳还原氧化铁；
（2）要测定矿物中X2O3的质量分数，可以根据反应前后固体物质的质量差来进行计算，再利用质量分数公式求算．
解答 解：（1）根据该金属年产量位于金属之首，可以确定该金属是铁，故高炉炼铁中发生的反应是一氧化碳还原氧化铁，此反应生成铁和二氧化碳，所以答案为：Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2；
（2）石灰水是氢氧化钙的水溶液，氢氧化钙是微溶于水的物质，故所含的溶质少，不一定能将生成的二氧化碳全部吸收，而且从装置可以看出，石灰水直接与空气接触，可能吸收空气中的二氧化碳，所以不一定能准确测出矿物中X2O3的质量分数，还可以设计实验通过测定反应前后固体物质的质量差进行计算，由于一氧化碳有毒，必须进行尾气处理，所以答案为：不一定，生成的二氧化碳气体不一定被石灰水完全吸收（或石灰水可能吸收空气中的二氧化碳），
因为通过测定测出反应前玻璃管和矿物质样品的总质量m2和反应后玻璃管和剩余固体总质量m3，则设氧化铁的质量为x．
3CO+Fe2O3 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2 △m
160 112 48
x m2-m3
则$\frac{160}{48}=\frac{x}{{m}_{2}-{m}_{3}}$，解得x=$\frac{10}{3}$（m2-m3）
氧化铁的质量分数为：$\frac{10（{m}_{2}-{m}_{3}）}{3{m}_{1}}$×100%．
故答案为：
（1）Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2；
（2）生成的二氧化碳气体不一定被石灰水完全吸收，$\frac{10（{m}_{2}-{m}_{3}）}{3{m}_{1}}$×100%．
点评 本题考查的是金属铁的冶炼，可以依据课本已有知识作出回答，在涉及到矿物中氧化铁的含量测定时，必须注意测量结果的准确性，排除干扰因素．
| A． | NaOH和NH4NO3 | B． | CuSO4和Na2CO3 | C． | CaO和Ca（OH）2 | D． | Mg（OH）2和CaCO3 |
| 选项 | 实验目的 | 实验方案或结论 |
| A | 除去铜粉中含有的少量铁粉 | 将混合固体加入到足量稀盐酸中，充分反应后过滤、洗涤、干燥 |
| B | 鉴别①CuSO4溶液②稀H2SO4③NaCl溶液④NaOH溶液 | 不用其它任何试剂就能鉴别，且鉴别的顺序为①④②③或①④③② |
| C | 除去CO2中的少量HCl气体 | 通过Na2CO3溶液，再通过浓硫酸 |
| D | 鉴别NaCl溶液、Na2SO4溶液和（NH4）2SO4溶液 | 各取少量于试管中，分别滴加Ba（OH）2溶液，观察现象 |
| A． | 用观察颜色的方法CuSO4溶液和FeSO4溶液 | |
| B． | 用硫酸铜溶液检验水和过氧化氢溶液（CuSO4溶液可作H2O2分解的催化剂） | |
| C． | 用水鉴别NH4NO3、Na0H、NaCl三种固体 | |
| D． | 用FeSO4溶液、Cu和Ag比较Fe、Cu和Ag的金属活动性 |
如图表示M、N两种固体物质的溶解度曲线，下列说法正确的是（ ）| A． | 除去M中混有的少量N应用蒸发结晶 | B． | M、N都不是易溶物质 | ||
| C． | P点表示t℃时M、N的溶解度相等 | D． | 阴影处M、N均为饱和溶液 |
