Question

钢铁是非常重要的金属材料．某实验小组模拟高炉炼铁的化学反应原理进行实验，其装置如图所示．
（1）写出CO与Fe₂O₃反应的化学方程式

 

．
（2）实验过程中，常在装置图末端的导气管口放一盏燃着的酒精灯（灯焰处于导气管口），这样做的目的是

 

．
（3）如何证明产物中含有铁粉（操作及现象）

 

．

 

（4）请举出铁的一种用途

 

．
（5）为测定20g某赤铁矿石中氧化铁（Fe₂O₃）的质量分数．假设赤铁矿石中氧化铁全部还原为铁且CO₂被石灰水完全吸收．现记录数据如下表：

	实验前	实验后
盛石灰水的试管（包括石灰水）	156.8g	170.0g

根据实验数据计算该赤铁矿石中氧化铁（Fe₂O₃）的质量分数：

Answer 1

考点：一氧化碳还原氧化铁,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式,根据化学反应方程式的计算

专题：金属与金属材料

分析：（1）工业上用一氧化碳还原氧化铁炼铁，主要是利用CO的还原性，在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，写出反应的化学方程式即可．
（2）根据一氧化碳的毒性分析；
（3）生成的铁能被磁铁吸引或与稀盐酸反应产生气体；
（4）钢铁可用于制作机床底座、建造桥梁、修建铁轨等；
（5）根据表格中的数据可以知道洗气瓶中物质的增加的质量为二氧化碳，即生成了二氧化碳的质量为：170.0g-156.8g=13.2g，可以据此结合反应的化学方程式计算出氧化铁的质量进而计算出氧化铁的质量分数．

解答：解：（1）工业上用一氧化碳还原氧化铁炼铁，主要是利用CO的还原性，在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为Fe₂O₃+3CO

高温  .

2Fe+3CO₂．
故填：Fe₂O₃+3CO

高温  .

2Fe+3CO₂；
（2）一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，因此要在装置图末端的导气管口放一盏燃着的酒精灯将一氧化碳燃烧除去，防止污染空气；故填：除去尾气中CO（或防止C0使人中毒；防止CO污染空气；将C0转化为没有毒性的C0₂等合理答案均可）；
（3）因铁与稀酸（如稀盐酸、稀硫酸）反应产生氢气．故答案为：取少量产物加入装有稀盐酸或稀硫酸的试管中；有气泡产生则是铁粉；
（4）钢铁可以制作机床底座、建造桥梁、修建铁轨等．故答案为：建造桥梁；
（5）解：根据表格中的数据可以知道洗气瓶中物质的增加的质量为二氧化碳，即生成了二氧化碳的质量为：170.0g-156.8g=13.2g；
设氧化铁的质量为x，
3CO+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+3CO₂                     
    160            132
     x             13.2g

160

132

=

x

13.2g

x=16g
赤铁矿中氧化铁的质量分数为：

16g

20g

×100%=80%
答：赤铁矿石中氧化铁（Fe₂O₃）的质量分数为80%．

点评：本题考查炼铁的反应方程式的书写及有关计算，学生应明确反应现象来判读反应物和生成物，明确石灰水增重的原因是计算的关键．