钢铁是重要的金属材料,在工农业生产和生活中应用非常广泛。

Ⅰ.铁的冶炼

工业炼铁的原理是高温下用CO作还原剂,将铁从氧化物中还原出来。请回答下列问题:

(1)写出以赤铁矿为原料,在高温下炼铁的化学方程式:___________________________;

(2)实验探究炼铁原理

某化学兴趣小组在实验室中模拟工业炼铁的原理,并探究CO与Fe2O3反应后的产物。

通过查阅资料知道:①草酸(H2C2O4)固体与浓硫酸混合加热会产生一氧化碳,反应方程式为:H2C2O4 CO↑+ CO2↑+ H2O。

②NaOH溶液可以吸收二氧化碳,反应方程式为:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

③常温下,Ca(OH)2微溶于水;于是他设计了下图的实验装置,结合装置回答下列问题:

(1)图A是用固体草酸和浓硫酸制取CO的反应装置,你认为应选择下图中的_________(填装置编号);

(2)图中装置C、D的作用分别是 ____________、_______________;

(3)为了证明产物中有二氧化碳,装置F中的试剂应该是少量的_____________(填试剂名称),反应的化学方程式为 ______________________;

(4)该装置设计有一个明显缺陷,你认为是______________________________。

(5)实验时准确称取一定质量纯净的Fe2O3固体按上图进行实验,当E中固体全部变黑后,继续通入CO直到玻璃管冷却。将得到黑色的固体加入到足量的稀盐酸,发现固体全部溶解,但无气泡产生。

查阅资料:a. 铁的氧化物在足量的稀盐酸中均能全部溶解。

b. Fe2O3与CO反应的固体生成物可能情况如下:

根据“无气泡”猜想,黑色粉末可能是:① Fe3O4 ;②_________ ③ ____________。

(6)定量分析 用电子天平称量得部分数据如下:

玻璃管质量

玻璃管及其中固体的质量

装置F及其中物质的总质量

反应前

28.20 g

33.00 g

300.0 g

反应后

32.84 g

300.4 g

根据上述数据,纯净的Fe2O3固体质量为_____________g,请选择有效的数据,推断出反应后黑色固体的成分(写出计算过程)__________________________。

根据推断结果,写出该实验中玻璃管内发生的化学反应方程式:__________________________。

学习化学离不开实验和科学探究。

(实验活动一)甲、乙两位同学用如图所示的装置定量测定空气中氧气的体积分数。

已知广口瓶中空气体积为250mL(已扣除瓶塞和瓶中水所占体积)

I.他们实验过程如下:

(1)

(2)用弹簧夹夹住橡胶管后,将燃烧匙中红磷在酒精灯上点燃后伸入集气瓶中,并将导管伸入装有l00mL水的量筒中。

(3)过一段时间后,打开弹簧夹,等到水不再进入广口瓶时,从量筒中取出导管,记录量筒中剩余水的体积。

(4)甲同学记录量筒中水的体积为55mL,乙同学记录量筒中水的体积为44mL。

Ⅱ.仔细阅读以上实验过程回答下列问题:

(1)将上述实验过程的第一步补充完整:________________________________

(2)红磷在瓶内燃烧现象是__________________________________发生反应的文字或符号表达式为___________________________

(3)甲同学测得空气中氧气的体积分数为______乙同学测出的氧气的含量______________(填偏大或偏小)

(4)导致甲同学实验结果的原因可能是___________________

①红磷的量不足 ②实验过程中,没夹紧弹簧夹

③装置未完全冷却就打开弹簧夹 ④点燃红磷后,燃烧匙伸入集气瓶中太慢

(实验交流)在老师的指导下,甲乙两位同学又重复几次该实验,测出了比较准确的数据。

甲同学提出在不改变其他条件的情况下,能否用木炭代替红磷做这个实验呢?

乙同学认为不行,原因是___________________。乙同学预先在集气瓶内加入_______反应后,用木炭做实验也收到了较好的效果。

(实验活动二)某化学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验进行了大胆改进,设计如图实验方案进行,收到了良好的效果。请你回答下列有关问题:

(1)活塞位置如图所示,实验前打开弹簧夹,用酒精灯加热红磷,充分反应结束后,待试管冷却,活塞前沿最终停留在_______mL的刻度线上。

(2)用该装置测定空气中氧气含量的和采用课本上的装置相比,其优点是_______________________(写一点就可以)。

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