Question

12．（1）用1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質量是多少？方程式為：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．（結果精確到0.1）
（2）某化學小組在實驗室用CO和Fe₂O₃在密閉容器中隔絕空氣加強熱模擬煉鐵過程，一段時間后收集到如表數據：

物質	CO	Fe2O3	Fe	M	CO2
反應前質量（g）	2.8	16	0	0	0
反應后質量（g）	0	0	0	a	b

①預期看到的實驗現象應該是紅色固體變成黑色固體；
②實驗過程中看到的實驗現象與預期的現象相符．但查閱資料可知：CO還原Fe₂O₃時在一定條件下可生成鐵的其它氧化物FeO和Fe₃O₄，二者也均為黑色固體，發生的化學反應方程式分別為Fe₂O₃+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2FeO+CO₂、3Fe₂O₃+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₃O₄+CO₂．
③表中b的值為4.4；物質M的化學式為FeO．

Answer 1

分析 （1）由赤鐵礦石的質量、氧化鐵的質量分數、生鐵中鐵的質量分數，根據赤鐵礦煉鐵的化學方程式可以列式計算出煉出生鐵的質量．
（2）
①根據碳與氧化鐵的反應分析反應的現象；
②根據碳與氧化鐵反應生成了四氧化三鐵和二氧化碳寫出反應的化學方程式．
③根據元素質量守恒和化學的意義分析計算回答．

解答 解：（1）設理論上可煉出含鐵96%的生鐵質量為x．
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
160                     112
1000t×80%        96%x 
$\frac{160}{1000t×80%}=\frac{112}{96%}$
x=583.3t．
（2）①由于碳與氧化鐵在高溫時反應生成了鐵和二氧化碳，預期看到的實驗現象應該是：紅色固體變成黑色固體；
（2）CO還原Fe₂O₃時在一定條件下可生成Fe₃O₄和二氧化碳，發生的化學反應方程式是：3Fe₂O₃+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₃O₄+CO₂．
（3）設生成的二氧化碳的質量為x，由元素質量守恒可知：
CO～CO₂
28     44
2.8g    x
$\frac{28}{2.8g}=\frac{44}{x}$
x=4.4g
Fe₂O₃中鐵元素的質量為16g×$\frac{56×2}{56×2+16×3}$×100%=11.2g
生成的M中氧元素的質量為：16g×$\frac{56×2}{56×2+16×3}$×100%-（4.4g-2.8g）=3.2g．
生成的M中鐵原子、氧原子的個數比為：$\frac{\frac{11.2g}{56}}{\frac{3.2g}{16}}$=$\frac{1}{1}$
所以，物質M的化學式為FeO．
答案：
（1）理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質量為583.3t．
（2）①紅色固體變成黑色固體；②3Fe₂O₃+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₃O₄+CO₂；③4.4；FeO．

點評 本題難度不大，考查含雜質物質的化學方程式的計算，注意代入方程式計算的必須是純物質的質量是正確解答此類題的關鍵．