Question

3．铁及其化合物在工农业生产和生活中有广泛应用．

（1）图1为高炉炼铁示意图．从炉底流出的生铁属合金（填“金属单质”或“合金”）．
下列作用中①与铁矿石发生反应生成铁  ②燃烧供热  ③除去铁矿石中少量杂质（如SiO₂）④生成CO，属于从炉顶加入焦炭的作用有D（填字母）．
A．①②B．①③C．②③D．②④
（2）实验室可用图2装置模拟工业炼铁并测定样品中氧化铁（Fe₂O₃）的质量分数（杂质不含铁元素，且不与CO反应）
【查阅资料】碱石灰能吸收二氧化碳和水蒸气
【问题讨论】装置B的作用是吸收空气中的水和二氧化碳，从环保角度看该实验装置有一明显缺陷是：未进行尾气处理．
【数据处理】称取样品8.0g，用上述装置进行实验，充分反应后称量A装置增重4.4g．则 样品中氧化铁质量分数为66.3%．
【实验反思】当观察到反应管中固体全部变黑后，若立即停止通CO，则测得的样品中氧化铁的质量分数无影响（填“偏大”，“偏小”，“无影响”）
（3）废铁屑的主要成份是铁，同时还有少量铁锈（Fe₂O₃），用于制备动物饲料硫酸亚铁的流程如下：

①反应器中发生的反应除了Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O和Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄外，还有Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
②滤液M的溶质有FeSO₄、H₂SO₄，操作2为过滤；
③FeSO₄的溶解度和析出组成如下表．在操作2中，析出FeSO₄•7H₂O晶体的最高温度不超过60℃．

温度t/℃	0	10	30	40	50	60	64	70	80	90
溶解度S/g	15.6	20.5	33.0	40.4	48.8	55.0	55.3	50.6	43.7	37.2
析出晶体	FeSO4•7H2O							FeSO4•4H2O	FeSO4•H2O

（4）5.56g硫酸亚铁晶体（FeSO₄•xH₂O）隔绝空气受热分解时，生成金属氧化物和气体．固体产物的质量随温度变化的曲线如图3所示．
①0～t₁℃，发生的变化是加热失去结晶水，x=7；
②t₂℃时B点固体组成只有一种，化学式为Fe₂O₃．

Answer 1

分析 根据已有的铁的性质、铁的冶炼方法、以及根据化学方程式的计算进行分析解答即可．

解答 解：（1）从炉底流出的生铁是铁和碳的混合物，属于铁的合金；在高炉炼铁中碳能燃烧产生热量、能生成一氧化碳作为还原氧化铁的物质，故填：合金，D；
（2）【问题讨论】装置B中盛有的是碱石灰，碱石灰能吸收空气中的水和二氧化碳，防止对实验结果造成干扰，一氧化碳是有毒的气体，而该装置中没有进行尾气处理，故填：吸收空气中的水和二氧化碳；未进行尾气处理；
【数据处理】称取样品8.0g，用上述装置进行实验，充分反应后称量A装置增重4.4g．说明生成二氧化碳的质量为4.4g，设氧化铁的质量为x
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
160                132
x                  4.4g
$\frac{160}{132}=\frac{x}{4.4g}$
x≈5.3g
则样品中氧化铁质量分数为$\frac{5.3g}{8g}×100%$=66.3%，故填：66.3．
【实验反思】当观察到反应管中固体全部变黑后，若立即停止通CO，装置A增重不变，测得的样品中氧化铁的质量分数无影响，故填：无影响；
（3）①通过分析可知，铁和硫酸反应生成了硫酸亚铁和氢气，氧化铁和硫酸反应生成了硫酸铁和水，铁与硫酸铁反应生成硫酸亚铁．故填：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
②加入的硫酸是过量的，所以在溶液中含有硫酸和反应生成的硫酸亚铁，所以滤液M中肯定含有的溶质的化学式是：FeSO₄、H₂SO₄；操作2后得到了滤液和固体，所以可以判断操作2为过滤，故填：FeSO₄、H₂SO₄；过滤；
③根据图表中的信息可以知道当温度大于60℃时产生了FeSO₄•4H₂O，所以应该将温度控制在60℃以下；故填：60．
（4）5.56g硫酸亚铁晶体（FeSO₄•xH₂O）隔绝空气受热分解时，生成金属氧化物和气体．固体产物的质量随温度变化的曲线如图所示．
①0-t₁℃，发生的变化是加热失去结晶水，
FeSO₄•xH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeSO₄+xH₂O
152+18x       152
5.56g         3.04g

$\frac{152+18x}{152}=\frac{5.56g}{3.04g}$
x=7；
故填：7；
②硫酸亚铁分解生成金属氧化物和气体，t₂℃时B点固体组成只有一种，故是氧化铁，故填：Fe₂O₃．

点评 本题考查的是金属的有关性质的知识，完成此题，可以依据已有的知识结合题干提供的信息进行．