题目内容
3．据统计：中国生产了全球近一半的钢铁．请结合以下信息和所学知识，回答问题．
（1）工业炼铁使用图Ⅰ设备，名称是高炉，炼铁时将图Ⅱ中固体原料按一定配比与图Ⅲ中的富氧热空气共同投入炼铁设备中，原料的投放口为二（填“方案一”或“方案二”）
方案一：固体原料从B口投入，热空气从A口进入；
方案二：固体原料从A口投入，热空气从B口进入；
选择此方案的优点是便于碳与氧气充分反应得到二氧化碳，二氧化碳再与碳反应得到一氧化碳．
（2）根据炼铁的原理：①先将焦炭燃烧产生CO2；②再进一步产生还原剂CO；
③利用CO将赤铁矿中的铁还原出来．
请依次写出上述①～③的化学反应方程式：
①C+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2；②2C+CO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO；③3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2；
（3）若炼铁厂用含Fe2O3质量分数为80%赤铁矿炼铁，生产112吨生铁（含杂质4%），则理论上需要赤铁矿多少吨？（请写出具体计算过程，注意格式）
（4）资料显示，若生产1吨生铁（含杂质4%），需要2.0吨赤铁矿、0.5吨焦炭以及0.3吨熔剂．某同学通过理论计算得出本次生产只需焦炭0.3吨，分析实际用量远高于理论值的原因可能有BC填字母）．
A．焦炭在高温下分解
B．部分焦炭与铁相互熔合，成为生铁中的部分碳元素
C．焦炭转变成一氧化碳后未及时反应，变成废气排放
（5）产物生铁往往会被制成性能更优越的钢，钢和生铁相比含碳量更低（填“高”或“低”）．
钢可用于生产生活的各个方面，如火车铁轨、汽车外壳、桥梁等等，但钢铁制品易生锈，全世界因生锈而损失的钢铁，约占世界年产量的$\frac{1}{10}$．请你写出一种防止钢铁生锈的方法：刷漆．
（6）某铁制品样品12克在纯氧中完全燃烧，得到0.022克二氧化碳，求此样品中碳的质量分数0.05%判断该样品属于生铁还是钢？钢．
分析 （1）根据炼铁的设备与方法来分析；
（2）根据反应物和生成物写出化学方程式；
（3）由赤铁矿石中氧化铁的质量分数、生铁的质量、生铁中铁的质量分数，根据赤铁矿炼铁的化学方程式可以列式计算出至少需该赤铁矿的质量；
（4）根据冶炼生铁的过程中碳的去向来分析；
（5）根据生铁是含碳量为2%～4.3%的铁合金，钢是含碳量为0.03%～2%的铁合金来分析；铁与水、氧气充分接触时容易生锈，使铁制品与氧气和水隔绝可以防止生锈；
（6）根据生成的二氧化碳的质量确定铁合金中碳的质量，计算出碳元素的质量分数，然后根据生铁中的含碳量是2%～4.3%，钢中的含碳量是0.03%～2%确定铁合金的类别．
解答 解：（1）炼铁的设备是高炉，从高炉的上端投料，下端鼓入热空气，使得碳与氧气反应得到还原剂--一氧化碳；故答案：高炉；二；便于碳与氧气充分反应得到二氧化碳，二氧化碳再与碳反应得到一氧化碳；
（2）在高温下，焦炭跟氧气反应生成二氧化碳，反应为：C+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2；
②二氧化碳被焦炭还原成一氧化碳，一氧化碳具有还原性，反应为：2C+CO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO；
③一氧化碳跟氧化铁反应，生成铁和二氧化碳，反应为：3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2；
故填：C+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2；2C+CO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO；3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2；
（3）设至少需该赤铁矿石的质量为x，
Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2
160 112
80%×x 112t×（1-4%）
$\frac{160}{112}=\frac{80%×x}{112t×（1-4%）}$
x=192t
答：理论上至少需要赤铁矿192t．
（4）在生铁冶炼的过程中，部分碳没有参加反应转移到的生铁中，还有部分碳生成的一氧化碳没有参加反应而损失，所以理论值小于实际用量，故填：BC；
（5）钢是含碳量为0.03%～2%的铁合金，生铁是含碳量为2%～4.3%的铁合金，则两者碳元素的质量分数相比较，前者低于后者．故填：低；
为了防止钢铁的锈蚀，人们常采用在其表面刷漆、涂油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法，这些方法都能够防止锈蚀的共同原理是隔绝氧气和水．故填：刷漆（答案合理皆可）；
（6）设生成0.022g二氧化碳需要碳的质量为x
C+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2
12 44
x 0.022g
$\frac{12}{44}=\frac{x}{0.022g}$
x=0.006g
该样品中含碳量为：$\frac{0.006g}{12g}×100%$=0.05%．
0.05%介于0.03%～2%之间，属于钢
答：此合金样品中碳的质量分数是0.05%，属于钢．
点评 本题考查了根据化学方程式的计算，完成此题，可以依据已有的知识进行，要求同学们熟知生铁和钢中的含碳量，以便做出正确的判断．
科学实验活动册系列答案| 物 质 | 选用的方法或试剂 | |
| A | 空气和二氧化碳 | 燃着的木条 |
| B | 氧气和二氧化碳 | 通入澄清石灰水 |
| C | 硬水和软水 | 肥皂水 |
| D | 酒精和水 | 看颜色 |
| A． | A | B． | B | C． | C | D． | D |
甲、乙两物质的溶解度曲线如右图所示．下列叙述正确的是（ ）| A． | t1℃时，甲和乙的溶解度均为30 | |
| B． | t2℃时，甲和乙的饱和溶液中溶质质量分数相等 | |
| C． | t1℃时，在100 g水中放入60 g甲，其溶质的质量分数为37.5% | |
| D． | t2℃时，分别在100 g水中各溶解20 g甲、乙，同时降低温度，甲先达到饱和 |
（1）玻璃管中发生的反应的化学方程式为：3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3CO2+2Fe；
（2）小红同学得到如下两组数据（样品质量为10g，杂质不参加反应）
| 反应前 | 反应后 | |
| A组 | 玻璃管和赤铁矿石样品的质量38.5g | 玻璃管和固体物质的质量36.1g |
| B组 | 烧杯和澄清石灰水的质量180.0g | 烧杯和烧杯中物质的质量185.6g |
（3）小兰同学指出：从环保角度，上图装置有严重不足之处是：缺少尾气处理装置．
| A． | CO2 | B． | CO | C． | SO2 | D． | 可吸入颗粒物 |
（1）上述实验方案中，不能用于验证质量守恒定律的是A（填字母序号），其原因是装置未密闭，反应生成的二氧化碳气体逸出，无法测得全部产物的质量．
（2）某反应在点燃的条件下发生，涉及甲、乙、丙和丁四种物质，它们的微观示意图和反应前后的质量如表．
| 物质序号 | 甲 | 乙 | 丙 | 丁 |  |
| 微观 示意图 |  |  |  |  | |
| 反应前质量/g | 68 | 100 | 1 | 0 | |
| 反应后质量/g | 0 | x | y | z |
②表中的四种物质中，含氧元素的化合物是丙、丁（填物质序号）．
③上述反应的化学方程式为2H2S+3O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H2O+2SO2．