某化學興趣小組同學探究鐵的冶煉相關問題，請按要求回答下列問題．（一）圖1是工業鍊鐵的主要裝置，圖2是實驗室模擬...

問題詳情：

某化學興趣小組同學探究鐵的冶煉相關問題，請按要求回答下列問題．

（一）圖1是工業鍊鐵的主要裝置，圖2是實驗室模擬鍊鐵的裝置

（1）圖1設備的名稱是　．

（2）工業鍊鐵在生產過程中需將鐵礦石、焦炭、石灰石粉碎，其目的是　　．加入的焦炭作用除了可以生成一氧化碳外，還能　．

（3）寫出以赤鐵礦爲原料在高溫下製取鐵的化學方程式：．

（二）如圖2爲實驗室模擬工業鍊鐵裝置圖：已知B裝置中的液體爲過量的*氧化*與*氧化鈣混合液，*氧化*吸收二氧化碳能力比*氧化鈣強．如果實驗成功，請回答下列問題：

（1）圖中儀器②的名稱爲　　．

（2）實驗過程中的現象：A中　、B中．

（3）該實驗的*作步驟：　　．（填序號）

a．點燃A處酒精燈    b．通入CO氣體    c．停止通入CO氣體   d．熄滅酒精燈．

（4）興趣小組同學們採集了用熱分析儀記錄的CO與Fe2O3進行反應時的有關數據，並得到固體質量與反應溫度的關係曲線．已知原固體質量爲48.0g，如圖3所示．

①根據圖象分析，寫出B點時固體成分的化學式　　．

②若A點生成物爲一成分固定的化合物，請確定其化學式是　　（寫出計算過程）．寫出氧化鐵生成該物質的化學方程式爲　．

（5）若某同學實驗中，發現過量的混合液溶液增重0.55g．則儀器①中固體減輕的質量爲　　g．

（6）實驗裝置圖中採用虛線框內的裝置，其作用有　　（填序號字母）．

A．收集一氧化碳　　　　 B．吸收二氧化碳　　　　 C．檢驗二氧化碳．

【回答】

【考點】鐵的冶煉；一氧化碳還原氧化鐵；書寫化學方程式．

【專題】金屬與金屬材料．

【分析】（一）

（1）根據鍊鐵的主要設備是高爐進行分析；

（2）根據增大反應物的接觸面積，可以加快反應速率，二氧化碳和碳高溫會生成一氧化碳進行分析；

（3）根據一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳進行分析；

（二）

（1）根據實驗室常用儀器的名稱和題中所指儀器的作用進行分析；

（2）根據一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下會生成鐵和二氧化碳，二氧化碳和*氧化鈣反應會生成碳*鈣沉澱和水進行分析；

（3）根據一氧化碳和空氣的混合氣點燃，可能發生*，熱的鐵會重新氧化等知識進行分析；

（4）透過分析資料確定，800℃時氧化鐵和一氧化碳進行反應的產物；

根據質量變化分析生成物，再寫出化學方程式；

（5）根據混合溶液增加的質量是二氧化碳質量，儀器①中減少的是氧元素的質量進行分析；

（6）根據*氧化*、*氧化鈣會與二氧化碳反應，一氧化碳有毒，需要處理進行分析．

【解答】解：（一）

（1）鍊鐵的主要設備是高爐；

（2）增大反應物的接觸面積，可以加快反應速率，所以工業鍊鐵在生產過程中需將鐵礦石、焦炭、石灰石粉碎，其目的是：增大反應物接觸面積，使反應更充分，加快反應速度，二氧化碳和碳高溫會生成一氧化碳，所以加入的焦炭作用除了可以生成一氧化碳外，還能製取一氧化碳；

（3）一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳，化學方程式爲：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；

（二）

（1）透過分析題中所指儀器的作用可知，②是集氣瓶；

（2）一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下會生成鐵和二氧化碳，二氧化碳和*氧化鈣反應會生成碳*鈣沉澱和水，所以實驗過程中的現象：A中紅棕*固體變成黑*，B中澄清的石灰水變渾濁；

（3）一氧化碳和空氣的混合氣點燃，可能發生*，熱的鐵會重新氧化，所以需要先通一氧化碳，將空氣排盡，然後加熱，實驗結束，先撤酒精燈，在停止通一氧化碳，正確的順序爲：badc；

（4）由鐵的氧化物有：FeO、Fe304、Fe2O3，在一定的條件下，均能夠逐步失去其中的氧，最終被還原爲鐵，可知在800℃以上時，管內固體質量不再減少，說明只有鐵了；

48gFe2O3樣品中Fe的質量爲：48 g×=33.6g

剩餘黑*固體中氧元素的質量=46.4克﹣33.6克=12.8克

黑*固體中Fe、O元素的個數比爲：： =3：4

∴固體B的化學式爲：Fe3O4

化學方程式：CO+3Fe2O3 2Fe3O4+CO2；

（5）混合溶液增加的質量是二氧化碳質量，儀器①中減少的是氧元素的質量

二氧化碳中氧元素的質量爲：0.55g×=0.4g，二氧化碳中有一個氧原子來自金屬氧化物，所以儀器①中固體減輕的質量爲0.2g；

（6）*氧化*、*氧化鈣會與二氧化碳反應，一氧化碳有毒，需要處理，所以實驗裝置圖中採用虛線框內的裝置，其作用有：收集一氧化碳，吸收二氧化碳，檢驗二氧化碳，故選：ABC．

故*爲：（一）

（1）高爐；

（2）增大反應物接觸面積，使反應更充分，加快反應速度；製取一氧化碳；

（3）3CO+Fe2O32Fe+3CO2；

（二）

（1）集氣瓶； 

（2）紅棕*固體變成黑*，澄清的石灰水變渾濁；

（3）badc；   

（4）①Fe；

②Fe3O4，CO+3Fe2O3 2Fe3O4+CO2；

（5）0.2；

（6）ABC．

【點評】解答本題關鍵是要知道從題目中提取有用資訊，熟悉化學方程式的書寫步驟，鍛鍊了學生分析問題解決問題的能力．

知識點：二氧化碳和一氧化碳

題型：實驗題