Question

新的一年，同学们的学习方式有了很大变化，下面是《铁的冶炼》的课堂片段：【自主学习】阅读教材：地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都是以化合物的形式存在．工业上从含有金属元素并有开发价值的矿石中提炼金属．常见的金属矿石有赤铁矿、磁铁矿、铝土矿、黄铜矿等．大自然向人类提供了丰富的金属矿物质资源，人类每年要提取以亿吨计的金属，用于工农业生产和其他领域．其中提取量最大的是铁．铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，把铁矿石、焦炭、石灰石一起加入高炉，在高温下利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来．在实际生产时，所用的原料或产物一般都含有杂质，在计算用料和产量时，应考虑到杂质问题．
【小组交流】通过以上阅读，同学们获得了很多知识．关于铁的冶炼，小晋同学总结出：炼铁的设备是高炉，你能总结出的两点是：
（1）

 

  （2）

 

【能力提升】
（1）计算氧化铁中铁元素质量分数？
（2）若生产含铁96%的生铁1400t，理论上需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量是多少？

Answer 1

考点：铁的冶炼,含杂质物质的化学反应的有关计算,元素的质量分数计算

专题：金属与金属材料

分析：【小组交流】根据【自主学习】中的信息来解答；
【能力提升】（1）根据化合物中某元素质量分数的计算方法来分析；
（2）由生铁的质量和含杂质的质量分数及赤铁矿中氧化铁的质量分数，根据一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式可以计算出需要赤铁矿石的质量．

解答：解：【小组交流】可以提取的信息很多，如：在自然界中只有少量金属，例如：金、银有单质形式存在，其他大部分金属都是以化合物的形式存在；炼铁的原料主要是：铁矿石、焦炭、石灰石等；铁的冶炼需要用的一氧化碳来做还原剂等；
【能力提升】（1）氧化铁（Fe₂O₃）中铁元素的质量分数是：

56×2

56×2+16×3

×100%=70%．
（2）解：设需要赤铁矿石的质量为x．
Fe₂O₃+3CO

高温  .

2Fe+3CO₂
160            112
80%?x        1400t×96%

160

112

=

60%?x

1400t×96%

x=2400t
答：需要赤铁矿石2400t．
故答案为：【小组交流】炼铁的原料主要是：铁矿石、焦炭、石灰石；铁的冶炼需要用的一氧化碳来做还原剂（其他合理答案也可）；
【能力提升】（1）70%；（2）2400t．

点评：利用化学方程式进行计算时，所使用物质的质量均为纯净物的质量，因此解答此题时需要明确生铁与铁、赤铁矿与氧化铁的关系．