题目内容

11.某炼铁日产含碳3%的生铁310t,问该厂每天至少需要含氧化铁80%的赤铁矿石多少吨?
Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2

分析 赤铁矿石中的铁即氧化铁中的铁,利用赤铁矿炼铁就是把铁矿中氧化铁还原成铁的过程;因此,赤铁矿石中氧化铁中铁的质量即为炼出铁的质量;生铁为铁与碳的混合物,其中铁的质量即铁矿石中氧化铁中的铁的质量;根据这一质量关系,可由生铁中铁的质量计算出赤铁矿石的质量.

解答 解:氧化铁的化学式为:Fe2O3
设需要赤铁矿石的质量为x
解法一:铁元素守恒法
310t×(1-3%)=x×80%×$\frac{56×2}{160}$
x=537t
解法二:化学方程式计算法
3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2
        160                112
       80%x       310t(1-3%)=300.7t
$\frac{160}{80%}=\frac{112}{300.7t}$
x=537t
答:该厂每天至少需要含氧化铁80%的赤铁矿石537t.

点评 根据铁元素把生铁与赤铁矿石建立起联系,这个关系可使用反应的化学方程也可使用化学式建立;由铁元素质量相等,可利用生铁的质量计算赤铁矿石的质量.

练习册系列答案
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6.小李了解到钠的氧化物,除氧化钠(Na2O)外还有过氧化钠(Na2O2).
【提出问题】常温下金属钠与氧气反应,产物是什么?
【作出猜想】常温下钠与氧气反应的产物有:
猜想1:Na2O
猜想2:Na2O2
猜想3:Na2O和Na2O2
【查阅资料】①钠是一种很活泼的金属,密度比煤油大比水小,常温下易与水或氧气反应,但不与煤油反应;
②氧化钠与过氧化钠都能与水发生反应,化学方程式如下:
Na2O+H2O=2NaOH;2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2
【实验探究】
切开一小块金属钠,在氧气中放置,待充分反应后,进行如下操作.
实验操作实验现象实验结论
①取少量生成的固体加入足量蒸馏水无明显现象猜想1正确
②取①所得溶液,加入几滴无色酚酞溶液呈红色
【反思与交流】
(1)请写出金属钠在常温下与氧气反应的化学方程式4Na+O2=2Na2O.
(2)实验室保存金属钠的方法正确的是B
A.保存在盛有水的试剂瓶中
B.保存在盛有煤油的试剂瓶中
C.保存在密封的试剂瓶中
【拓展与延伸】
那么Na2O2又是钠与氧气在什么条件下反应产生的?
猜想1:氧气较纯且充足条件下;
猜想2:点燃条件下
请你任意选择一个猜想,设计实验验证.
实验操作预期实验现象
切开一小块金属钠,在氧气中点燃,待充分反应后,取少量生成的固体加入足量蒸馏水产生气泡
请结合所学知识,再举一例说明反应物浓度或反应条件不同,产物不同的现象氧气不足时,碳燃烧生成一氧化碳,氧气充足时,碳燃烧生成二氧化碳.
20.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.所用装置如图所示.
(1)如果实验成功,请回答下列问题:
①实验过程中的现象:红色固体粉末变成黑色、澄清石灰水变浑浊.
②B装置中发生反应的化学方程式Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O.
③为保证安全和实验成功,该实验的操作步骤:badc.(填序号)
a.点燃A处酒精喷灯 b.通入CO气体
c.停止通入CO气体d.熄灭酒精喷灯.
④该装置设计有一个明显缺陷,你认为是没有尾气处理装置.
(2)兴趣小组用上图装置想计算12克赤铁矿样品中氧化铁的质量分数,他们收集了以下两组数据(假设所有能发生的反应都反应完全,矿石中杂质不参与化学反应):
数据A:玻璃管和固体样品在反应前后质量变化了a g;
数据B:整个实验中,实际通入玻璃管中的一氧化碳质量为b g.
你认为他们应该选用了A(填“A”或“B”)组数据来计算赤铁矿石中氧化铁的质量分数,不选用另一组数据计算的原因CO要先通后撤,没有全部参加反应.
(3)实验时准确称取一定质量纯净的Fe2O3固体和相关装置的质量按上图进行实验,当固体全部变黑后,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.实验测得部分数据如下:
玻璃管中固体的质量装置B试管及其中物质的总质量
反应前32g300g
反应后28.8g308g
(4)实验分析
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:
Fe2O3$\stackrel{400℃-500℃}{→}$Fe3O4$\stackrel{500℃-600℃}{→}$FeO(黑色)$\stackrel{700℃-800℃}{→}$Fe
分析推断:①装置B试管中增加的质量一定小于理论产生的CO2质量,可能原因是AB(填写字母代号).
A.未参加反应的CO通过B时带走了水蒸气;
B.石灰水浓度小没有将二氧化碳完全吸收;
C.石灰水吸收了空气中的二氧化碳气体.
②根据实验现象可确定反应后的固体中一定不存在Fe(填“一定”或“一定不”或“可能”).
理由:黑色固体中加入盐酸后没有气泡生成.
(5)实验结论:根据可靠实验数据计算出反应后的固体的成分.
过程:m(Fe)=32×$\frac{112}{160}$=22.4g;m(O)=28.8-22.4=6.4g56x:16y=22.4:6.4,解得x:y=1:1
成分:FeO
此时发生反应的化学方程式:Fe2O3+CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2FeO+CO2

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