Question

钢铁是使用最多的金属材料．
（1）下图为实验室炼铁的装置图，A中反应的化学方程式是    ；将反应后的气体通过装置B和C，收集较纯净的CO并循环使用，B中应盛放的试剂是    浓溶液．
（2）工业上可用酸清洗锈蚀的金属．将生锈的铁片和生锈的铜片[铜锈的成分是Cu₂（OH）₂CO₃]同时放入一定量盐酸中，可能发生的化学反应有：
①铜锈溶解：Cu₂（OH）₂CO₃+4HCl=2CuCl₂+3X+CO₂↑，则X的化学式为    ；
②铁锈溶解：化学方程式为    ；
③有金属单质生成：化学方程式为    ．
（3）某化学小组欲测定一种钢样品中铁的含量，实验操作如图所示，实验结果记录如下表：

反应时间	t	t1	t2	t3
烧杯和药品质量/g	55.7	55.6	55.5	55.5

①经计算，这种钢样品中铁的含量是    %  （精确到0.1%）．
②有同学提出，灼烧可使钢中的碳转化为二氧化碳，钢样品质量会减轻．但是他们将一定量的钢样品灼烧后，发现质量反而增加了，其原因是     ．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据一氧化碳可把三氧化二铁还原为铁写出化学反应式；收集较纯净的一氧化碳，需除去一氧化碳中的二氧化碳和水蒸汽；
（2）利用质量守恒定律写出X的化学式；酸与金属氧化物反应，，铁与生成的氯化铜反应；
（3）表中的实验数据可判断第四次称量时已完全反应，利用质量守恒定律，可计算放出氢气的质量；根据反应的化学方程式，由产生氢气质量计算钢样中所含铁的质量，求得钢样品中铁的质量分数．
解答：解：（1）实验室炼铁，A中发生反应是，一氧化碳把三氧化二铁还原为铁，并生成二氧化碳气体，化学反应式是：
3CO+Fe₂O₃ 2Fe+3CO₂；收集较纯净的一氧化碳要除去反应生成的二氧化碳和水蒸气，把气体通入盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶，除去二氧化碳，再通入浓硫酸干燥气体；
（2）将生锈的铁片和生锈的铜片[铜锈的成分是Cu₂（OH）₂CO₃]同时放入一定量盐酸中，可能发生的化学反应，
①根据质量守恒定律，反应前后原子的个数和种类不变，得X的化学式为，H₂O；
②铁锈与盐酸反应生成氯化铁和水，化学方程式为：Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O；
③铁置换出氯化铜中的铜，化学方程式为：CuCl₂+Fe=Cu+FeCl₂；
（3）①铁锈（Fe₂O₃）溶于盐酸（3）第四次称量时已完全反应，
根据质量守恒定律，反应中产生氢气的质量=40+5.7+10-55.5=0.2（g）；
设样品中含铁的质量为xg．
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56            2
x            0.2g
   x=5.6g
钢样品中铁的质量分数=×100%=98.2%
②钢中含碳量少，灼烧时碳减少的质量，远小于铁转化为氧化物时增加的质量，所以将一定量的钢样品灼烧后，发现质量反而增加了．
故答案为：（1）3CO+Fe₂O₃ 3CO₂+2Fe，氢氧化钠（或NaOH）；
（2）H₂O；Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O；CuCl₂+Fe=Cu+FeCl₂；
（3）98.2%；钢中含碳量少，所以碳减少的质量，远小于铁转化为氧化物时增加的质量．
点评：要熟记和理解一氧化碳还原氧化铁的所有内容，还有，铁等金属的冶炼原理、氧化还原反应的原理、一氧化碳的可燃性和毒性、金属的性质、化学方程式的书写、空气的污染等相关知识；然后，根据所给的实验、问题情景或图表信息等，结合所学的相关知识和技能，细致地阅读、分析题意等，联系着生活实际，细心地进行探究、推理，最后，按照题目的要求，认真地进行选择或解答即可．