Question

鋼鐵工業(yè)是一個(gè)國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè)之一．圖1是工業(yè)煉鐵的基本生產(chǎn)流程示意圖．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）寫(xiě)出設(shè)備A 的名稱(chēng)：

高爐

；
（2）寫(xiě)出以赤鐵礦為原料在高溫下制取鐵的化學(xué)方程式

3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂

；
（3）石灰石的主要作用是造渣．寫(xiě)出在高溫條件下石灰石分解的化學(xué)反應(yīng)方程式：

CaCO₃

高溫  .

CaO十CO₂↑

；
（4）小軍同學(xué)采集了一些生鐵樣品（含雜質(zhì)，雜質(zhì)不溶于水，不與稀硫酸反應(yīng)）采用如圖2所示裝置進(jìn)行分析．分別稱(chēng)得錐形瓶與棉花的質(zhì)量為44.1g，生鐵樣品的質(zhì)量為9.0g．在錐形瓶中加入足量稀硫酸后，立即開(kāi)始記錄電子天平的示數(shù)，記錄數(shù)據(jù)如
圖3．
請(qǐng)認(rèn)真分析數(shù)據(jù)，回答下列問(wèn)題：
（5）小軍數(shù)據(jù)處理的圖象中正確的是

B

（6）計(jì)算樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（請(qǐng)寫(xiě)明過(guò)程）

Answer 1

分析：（1）工業(yè)煉鐵又稱(chēng)為高爐煉鐵，因?yàn)楣�業(yè)煉鐵使用的設(shè)備為高爐；
（2）赤鐵礦石中的氧化鐵在高溫下與一氧化碳反應(yīng)，生成鐵和二氧化碳；
（3）碳酸鈣高溫鍛燒可分解生成氧化鈣和二氧化碳；
（5）根據(jù)反應(yīng)記錄數(shù)據(jù)，完全反應(yīng)放出氫氣質(zhì)量=159.0g-158.7g=0.3g，加入稀硫酸的質(zhì)量=159.0g-44.1g-9.0g=105.9g，及樣品中雜質(zhì)與鹽酸不反應(yīng)分析判斷；
（6）結(jié)合反應(yīng)的化學(xué)方程式，由生成氫氣的質(zhì)量計(jì)算生鐵中鐵的質(zhì)量，完成分析和計(jì)算．

解答：解：（1）工業(yè)煉鐵所使用的設(shè)備為高爐，煉鐵過(guò)程是在高爐內(nèi)完成的；
（2）赤鐵礦中的氧化鐵在高溫下與一氧化碳發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成單質(zhì)鐵和氣體二氧化碳，方程式為：3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；
（3）石灰石的主要成分碳酸鈣在高溫鍛燒時(shí)分解生成氧化鈣和二氧化碳，方程式為：CaCO₃

高溫  .

CaO十CO₂↑；
（5）①由于生鐵樣品中的雜質(zhì)不溶于水且不與酸發(fā)生反應(yīng)，因此反應(yīng)停止后樣品的質(zhì)量不為0；所以圖A所示的分析錯(cuò)誤；
隨著生鐵不斷與稀硫酸反應(yīng)，放出氫氣質(zhì)量逐漸增大，至完全反應(yīng)，放出氫氣的質(zhì)量=159.0g-158.7g=0.3g；所以圖B的分析正確；
加入稀硫酸的質(zhì)量=159.0g-44.1g-9.0g=105.9g，反應(yīng)使溶液的質(zhì)量逐漸增大，直到反應(yīng)停止溶液質(zhì)量不再改變；所以圖C的分析錯(cuò)誤；
（6）設(shè)樣品中的鐵的質(zhì)量為x
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56              2
x             0.3g

56

x

=

2

0.3g

解得 x=8.4g
鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

8.4g

9g

×100%≈93.3%
故答案為：（1）高爐；
（2）3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；
（3）CaCO₃

高溫  .

CaO十CO₂↑；
（5）B；
（6）樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93.3%．

點(diǎn)評(píng)：掌握煉鐵的反應(yīng)原理、方程式計(jì)算的方法，并會(huì)結(jié)合題意分析圖象變化，書(shū)寫(xiě)方程式等，能很好的考查學(xué)生依據(jù)相關(guān)知識(shí)分析和解答問(wèn)題的能力．