某同学称取两份质量的磷.分别放在盛有不同氧气的密闭容器中燃烧.两次实验数据如下: 第一次第二次氧气的质量/g 2 4 生成P2O5的质量/g 3.55 7.1(1)这两次实验是否符合质量守恒定律?(2)第一次实验为何不生成5.1gP2O5?为什么第二次实验氧气的质量和磷的质量之间和恰好等于P2O5的质量? 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

某同学称取两份质量的磷（各3.1g），分别放在盛有不同氧气的密闭容器中燃烧，两次实验数据如下：

	第一次	第二次
氧气的质量/g	2	4
生成P₂O₅的质量/g	3.55	7.1

（1）这两次实验是否符合质量守恒定律？
（2）第一次实验为何不生成5.1gP₂O₅？为什么第二次实验氧气的质量和磷的质量之间和恰好等于P₂O₅的质量？

分析：（1）根据质量守恒定律适用于所有的化学反应进行解答；
（2）根据红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的方程式为：4P+5O₂

点燃

2P₂O₅可知，参加反应的红磷、氧气以及生成五氧化二磷之间的质量关系进行解答．

解答：解：（1）质量守恒定律适用于所有的化学反应，所以这两次实验都符合质量守恒定律；故填：符合质量守恒定律；
（2）由红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的方程式为：4P+5O₂

点燃

2P₂O₅可知，参加反应的红磷、氧气、生成五氧化二磷之间的质量比=（31×4）：（32×5）：（142×2）=31：40：71，可知第一次实验3.1g磷放在2g氧气中反应，磷有剩余，所以生成生成P₂O₅的质量是3.55g，而不是5.1gP₂O₅，第二次实验3.1g磷放在4g氧气恰好反应，所以生成P₂O₅的质量是7.1g．故填：第一次实验中磷有剩余，所以生成生成P₂O₅的质量是3.55g，而不是5.1gP₂O₅；第二次实验3.1g磷放在4g氧气恰好反应，所以生成P₂O₅的质量是7.1g．

点评：本题考查化学反应与质量守恒定律，明确参加反应的物质的质量等于反应生成的物质的质量是解答的关键，并学会利用实验数据来分析反应中物质质量的不足及过量．

练习册系列答案

．为什么工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石？
【猜想与假设】焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应不易完全．
【进行实验】实验步骤及注意事项如下：
①称取两份相同质量的氧化铁粉末．一份与足量的碳粉均匀混合放入下图装置A的试管中；另一份放入下图装置B的玻璃管中．
②装置A和B两组实验同时开始进行．在装置B的反应中，实验开始前应先

（选填“通CO”或“加热”）；实验结束后应继续通入CO直至冷却至室温，其原因是

．

【实验现象】当装置B的玻璃管中固体完全由

时（选填“红色变为黑色”或“黑色变为红色”），装置A的试管中仍有

．
【解释与结论】焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应确实不易完全，这可能是工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石的一个原因．
【交流与反思】经过查阅资料和讨论，该小组同学发现除了上述原因外，工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石还有一些其它原因，试写出其中的一个：

．
【完善实验】联想到单质碳的一些化学性质，甲同学认为在碳还原氧化铁的反应中可能还会有CO产生．为了证明碳还原氧化铁所得的气体中含有CO和CO₂，将该气体通过下图的检验装置，正确的连接顺序是

（选填字母，装置可重复使用）．经过检验，证实碳还原氧化铁所得的气体中确实含有CO和CO₂，因此装置A的不足之处是

．

【拓展延伸】乙同学用下图测定铁的相对原子质量，主要实验步骤如下（必要的固定装置已略去）：
①连接装置并检查装置气密性；

②加入药品和水；
③记录c中液面刻度（c为带有刻度的玻璃管）；
④由a向b中滴加稀硫酸至过量；
⑤待b中不再有气体产生并恢复至室温后，记录c中液面刻度，计算得到气体的体积为V mL（经查，室温室压下该气体密度为ρ g/L）．
（1）检验该装置气密性的方法是

．
（2）为使测得的气体体积更精确，记录c中液面刻度时，除使视线与凹液面的最低处相平外，还应

．
（3）如果实验过程中，发现稀硫酸的量不足，应

（选填“中途加酸”或“重新实验”）．
（4）丙同学发现实验中由于缺少某一步骤导致数据缺乏而无法计算，该步骤是

．

3CO+Fe₂O₃

3CO+Fe₂O₃

3C+2Fe₂O₃

3C+2Fe₂O₃

．为什么工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石？
[猜想与假设]焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应不易完全．
[进行实验]实验步骤及注意事项如下：
①称取两份相同质量的氧化铁粉末．一份与足量的碳粉均匀混合放入下图装置A的试管中；另一份放入下图装置B的玻璃管中．
②装置A和B两组实验同时开始进行．在装置B的反应中，实验开始前应先

通CO

（选填“通CO”或“加热”）；实验结束后应继续通入CO直至冷却至室温，其原因是

防止高温下铁又被进入的空气氧化

．

[实验现象]当装置B的玻璃管中固体完全由

红色变为黑色

时（选填“红色变为黑色”或“黑色变为红色”），装置A的试管中仍有

仍有红色物质

．
[解释与结论]焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应确实不易完全，这可能是工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石的一个原因．
[交流与反思]经过查阅资料和讨论，该小组同学发现除了上述原因外，工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石还有一些其它原因，试写出其中的一个：

焦炭是固体，不容易和生成的铁分离

．
[完善实验]联想到单质碳的一些化学性质，甲同学认为在碳还原氧化铁的反应中可能还会有CO产生．为了证明碳还原氧化铁所得的气体中含有CO和CO₂，将该气体通过下图的检验装置，正确的连接顺序是

C→D→C→E→C

（选填字母，装置可重复使用）．经过检验，证实碳还原氧化铁所得的气体中确实含有CO和CO₂，因此装置A的不足之处是

缺少尾气处理装置

．

（11分）铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为。某化学兴趣小组同学在学习炼铁的相关内容时，对炼铁时还原剂的选择进行了如下探究。

【提出问题】

单质碳也具有还原性，碳还原氧化铁的化学方程式为。

为什么工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石？

【猜想与假设】焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应不易完全。

【查阅资料】氢氧化钠溶液和澄清石灰水化学性质类似，能与二氧化碳反应，但反应无明显现象。

【进行实验】实验步骤及注意事项如下：

①称取两份相同质量的氧化铁粉末。一份与足量的碳粉均匀混合放入下图装置A的试管中；另一份放入下图装置B的玻璃管中。

②装置A和B两组实验同时开始进行。在装置B的反应中，实验开始前应先

（选填“通CO”或“加热”）；实验结束后应继续通入CO直至冷却至室温，其原因是。

【实验现象】当装置B的玻璃管中固体完全由时（选填“红色变为黑色”或“黑色变为红色”），装置A的试管中仍有。

【解释与结论】焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应确实不易完全，这可能是工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石的一个原因。

【交流与反思】经过查阅资料和讨论，该小组同学发现除了上述原因外，工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石还有一些其它原因，试写出其中的一个：。

【完善实验】联想到单质碳的一些化学性质，甲同学认为在碳还原氧化铁的反应中可能还会有CO产生。为了证明碳还原氧化铁所得的气体中含有CO和CO₂，将该气体通过下图的检验装置，正确的连接顺序是（选填字母，装置可重复使用）。经过检验，证实碳还原氧化铁所得的气体中确实含有CO和CO₂，因此装置A的不足之处是。

铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为。某化学兴趣小组同学在学习炼铁的相关内容时，对炼铁时还原剂的选择进行了如下探究。