题目内容
【题目】利用化学知识解决实际问题
实验一:模拟工业炼铁的生产过程
（1）按照装置图连接实验装置、检查装置的气密性、装药品、固定实验装置后，主要实验步骤有:①通入二氧化碳:②停止通入二氧化碳:③点燃A、C处酒精喷灯:④熄灭A、C处酒精喷灯。正确的操作顺序是_________________________；
（2）该实验中氢氧化钠溶液的作用是_________________________；
（3）按要求完成上述过程中重要的化学方程式。
①生成炼铁还原剂的反应________________________；
②D中反应的化学方程式_________________________。
实验二:测定赤铁矿粉中氧化铁的质量分数
（4）现称取l0g赤铁矿粉于上述装置C的硬质玻璃管内，向A中通入CO2.当赤铁矿中的Fe2O3全部还原为Fe时，剩余固体在CO的保护下冷却、称量，质量为7.9g （假设赤铁矿中的杂质均不与CO反应），该赤铁矿中Fe2O3的质量分数为_________________________；
（5）同学们采集了用某种热分析仪记录的CO与Fe2O3进行反应时的有关数据，并得固体质量与反应温度的关系曲线，如下图所示:
[资料] CO在不同温度条件下与氧化铁反应可生成四氧化三铁、氧化亚铁和铁。
① 根据图象分析，写出P点时固体成分的化学式___________；
② 固体质量由48.0g变为46.4g的过程中发生反应的化学方程式为___________。
③ 设计实验检验生成的黑色固体中是否有铁，写出简单的实验操作、现象及结论。 ____________________。
【答案】①③④② 吸收二氧化碳 
70% Fe 
取黑色固体少许于试管中，加入适量的稀盐酸（或稀硫酸） ,若有气泡产生则黑色固体中含有铁;若无气泡产生则黑色固体中不含铁。
【解析】
（1）主要实验顺序是：①通入二氧化碳，排尽装置内的空气→③点燃A、C处酒精喷灯→④熄灭A、C处酒精喷灯→②停止通入二氧化碳（先熄灭酒精喷灯，等冷却后再停止通入二氧化碳，以防止生成铁在温度较高时被氧化）。所以正确的操作顺序是①③④②；
（2）氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，该实验中氢氧化钠溶液的作用是吸收二氧化碳；
（3）①炼铁还原剂是一氧化碳，生成炼铁还原剂的反应是碳与二氧化碳在高温条件下生成一氧化碳，反应的化学方程式为：；
②D中反应是二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为：；
（4）设：赤铁矿中杂质的质量为x。
x=3g；
赤铁矿中Fe2O3的质量分数=
；
（5）①根据图像曲线可知，加热到800℃时，固体质量不再减少，铁的氧化物已完全反应，此时固体为Fe；
②固体质量由48.0g变为46.4g时，对应温度为400-500℃，铁的氧化物与CO发生反应时。失去氧48g-46.4g=1.6g，氧化铁中氧元素为48g×
×100%=14.4g，铁元素质量=48g-14.4g=33.6g，残余固体中氧元素质量=14.4g-1.6g=12.8g。铁、氧原子个数比=
，所以此时还原产物为Fe3O4，对应的化学方程式是：；
③铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气。检验生成的黑色固体中是否有铁的方法是：取黑色固体少许于试管中，加入适量的稀盐酸（或稀硫酸），若有气泡产生则黑色固体中含有铁；若无气泡产生则黑色固体中不含铁。
【题目】某兴趣小组对KClO3分解反应的催化剂进行研究，在相同的加热条件下，用下图装置完成表中实验:
编号 | KClO3质量/g | 催化剂 | 催化剂质量/g | 收集50mLO2所需时间/s |
实验1 | 5 | - | - | 171 |
实验2 | 5 | MnO2 | 0.5 | 49 |
实验3 | 5 | Fe2O3 | 0.5 | 58 |
实验4 | 5 | KCl | 0.5 | 154 |
(1)设置实验1的目的是___________________
(2)表中所列3种催化剂的催化效果最佳的是______________
(3)写出KClO3分解的化学方程式:_________________________
(4)由实验1和实验4可知，KCl____（填“有”或“无”）催化作用。维持加热条件不变，用实验1再继续收集收集50mLO2，所需时间明显少于171s，解释原因：_____________
(5)要比较KClO3分解反应中不同催化剂的催化效果，除了测量收集50mLO2所需时间外，还可以测量相同时间内____________
