Question

(5分)鋼鐵的冶煉是人類文明的一個重要標志。圖1是實驗室模擬煉鐵的裝置圖。

        圖一                           圖二                圖三

(1)寫出圖1中A處發生的化學反應方程式：                        ；

(2)實驗過程中通入CO質量與紅色粉末質量的關系如圖2所示。根據圖示，下列說法不正確的是             ；（填序號）

①a點表示開始通入CO，反應開始發生  

②b點表示通入CO一段時間后加熱，反應開始發生                                         

③c點表示紅色粉末已充分參加反應      

④d點表示反應結束后仍需繼續通入CO

⑤可根據通入CO的質量計算出紅色粉末的質量

(3)圖1裝置中的不足之處是                                      。

(4)該實驗煉制的鐵與工業煉制出的鐵最大的區別是                   。

(5)某化學小組的同學們利用上述實驗對一份固體樣品進行了探究。通過實驗已確定該樣品由氧化鐵和鐵粉混合而成。他們取了3.6g固體樣品，用圖1所示的裝置重新實驗，測定的部分數據如圖3所示，則原樣品中鐵元素與氧元素的質量比是            。

 

Answer 1

（1）Fe₂O₃+3CO₂Fe+3CO₂，（2）①⑤，（3）沒有對尾氣進行處理，（4）該實驗煉制的鐵是純凈物，工業煉制的生鐵是混合物，含有一定量的碳，（5）5：1

解析:（1）紅色粉末是氧化鐵，氧化鐵和一氧化碳在高溫條件下生成鐵和二氧化碳，方程式是：Fe₂O₃+3CO₂=^高溫=Fe+3CO₂；

（2）實驗開始先通入一氧化碳，排盡試管內空氣，防止加熱發生爆炸，反應完成要繼續通一氧化碳，防止生成的鐵被氧化，此兩步一氧化碳都未發生反應，所以不能根據通入一氧化碳的質量進行計算，a-b紅色粉末的質量未變，說明反應尚未開始；

（3）一氧化碳有毒，未發生反應的一氧化碳要進行處理，圖中缺乏尾氣處理裝置；

（4）工業煉制的是生鐵，含有一定量的碳，此處煉制的是純鐵，二者一個是純凈物，一個是混合物；；

（5）一氧化碳與氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，所以玻璃管固體減少的質量是氧化鐵中氧元素的質量．

解：設氧化鐵的質量為x．

Fe₂O₃+3CO₂=^高溫=Fe+3CO₂ 固體減少的質量

      160 　 112        160-112=48

       x                  3.6g-3g     　

x=2g

所以樣品中鐵粉的質量是3.6g-2g =1.6g

樣品中Fe元素總質量：1.6g+2g×112/160×100%=3g

O元素總質量：2g×48/160×100%=0.6g

所以樣品中鐵元素與氧元素的質量比是：3g：0.6g=5：1

答：該樣品中鐵元素與氧元素的質量比是5：1．