Question

【題目】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1 圖2 圖3

（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，反應開始發生

②b點表示通入一段時間后加熱，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

⑤可根據通入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7.6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

【答案】Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 ①⑤ 沒有尾氣處理裝置

實驗室煉鐵為純凈物，工業煉鐵為混合物 15:4

【解析】

試題分析：（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，

（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；故選①⑤；

（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；

故答案為：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）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．

設氧化鐵的質量為x．3CO+ Fe2O3 2Fe + 3CO2固體減少的質量

160 112 160-112=48

x 7.6g-6g

160／x=48／1.6g

x=16／3g

所以樣品中鐵粉的質量是7.6g-5.3g=2.3g

樣品中Fe元素總質量：2.3g +5.3g×（112／160） ×100%=6g

O元素總質量：5.3g×（48／160） ×100%=1.6g

所以樣品中鐵元素與氧元素的質量比是：6g：1.6g=15:4