Question

鋼鐵工業是一個國家的支柱產業之一．圖1是工業煉鐵的基本生產流程示意圖．
請回答下列問題：

（1）寫出設備A 的名稱：______；
（2）寫出以赤鐵礦為原料在高溫下制取鐵的化學方程式______；
（3）石灰石的主要作用是造渣．寫出在高溫條件下石灰石分解的化學反應方程式：______；
（4）小軍同學采集了一些生鐵樣品（含雜質，雜質不溶于水，不與稀硫酸反應）采用如圖2所示裝置進行分析．分別稱得錐形瓶與棉花的質量為44.1g，生鐵樣品的質量為9.0g．在錐形瓶中加入足量稀硫酸后，立即開始記錄電子天平的示數，記錄數據如
圖3．
請認真分析數據，回答下列問題：
（5）小軍數據處理的圖象中正確的是______

（6）計算樣品中鐵的質量分數（請寫明過程）

Answer 1

解：（1）工業煉鐵所使用的設備為高爐，煉鐵過程是在高爐內完成的；
（2）赤鐵礦中的氧化鐵在高溫下與一氧化碳發生氧化還原反應，生成單質鐵和氣體二氧化碳，方程式為：3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂；
（3）石灰石的主要成分碳酸鈣在高溫鍛燒時分解生成氧化鈣和二氧化碳，方程式為：CaCO₃CaO十CO₂↑；
（5）①由于生鐵樣品中的雜質不溶于水且不與酸發生反應，因此反應停止后樣品的質量不為0；所以圖A所示的分析錯誤；
隨著生鐵不斷與稀硫酸反應，放出氫氣質量逐漸增大，至完全反應，放出氫氣的質量=159.0g-158.7g=0.3g；所以圖B的分析正確；
加入稀硫酸的質量=159.0g-44.1g-9.0g=105.9g，反應使溶液的質量逐漸增大，直到反應停止溶液質量不再改變；所以圖C的分析錯誤；
（6）設樣品中的鐵的質量為x
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56 2
x 0.3g
=
解得 x=8.4g
鐵的質量分數=×100%≈93.3%
故答案為：（1）高爐；
（2）3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂；
（3）CaCO₃CaO十CO₂↑；
（5）B；
（6）樣品中鐵的質量分數為93.3%．
分析：（1）工業煉鐵又稱為高爐煉鐵，因為工業煉鐵使用的設備為高爐；
（2）赤鐵礦石中的氧化鐵在高溫下與一氧化碳反應，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）根據反應記錄數據，完全反應放出氫氣質量=159.0g-158.7g=0.3g，加入稀硫酸的質量=159.0g-44.1g-9.0g=105.9g，及樣品中雜質與鹽酸不反應分析判斷；
（6）結合反應的化學方程式，由生成氫氣的質量計算生鐵中鐵的質量，完成分析和計算．
點評：掌握煉鐵的反應原理、方程式計算的方法，并會結合題意分析圖象變化，書寫方程式等，能很好的考查學生依據相關知識分析和解答問題的能力．