Question

鋼鐵工業(yè)是一個國家的支柱產(chǎn)業(yè)之一．如圖1是工業(yè)煉鐵的基本生產(chǎn)流程示意圖．請回答下列問題：
（1）寫出圖1中設(shè)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(xué)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(xué)反應(yīng)方程式：

 

；
（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，立即開始記錄電子天平的示數(shù)，記錄數(shù)據(jù)如圖3．

請認(rèn)真分析數(shù)據(jù)，回答下列問題：
①小軍數(shù)據(jù)處理的圖象中正確的是（　　）

②計算樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（請寫明過程）
③計算反應(yīng)后所得溶液中硫酸亞鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（請寫明過程）

Answer 1

分析：（1）工業(yè)煉鐵又稱為高爐煉鐵，因為工業(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；
（4）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；結(jié)合反應(yīng)的化學(xué)方程式，由生成氫氣的質(zhì)量計算生鐵中鐵的質(zhì)量、反應(yīng)生成硫酸亞鐵的質(zhì)量等，完成分析和計算．

解答：解：（1）工業(yè)煉鐵所使用的設(shè)備為高爐，煉鐵過程是在高爐內(nèi)完成的；
故答案為：高爐；
（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；
故答案為：3CO+Fe₂O₃

高溫  .

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

高溫  .

CaO十CO₂↑；
（4）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的分析錯誤；
故答案為：B；
②③設(shè)反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為x，生成的硫酸亞鐵的質(zhì)量為y
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56        152   2
x          y   0.3g

56

x

=

2

0.3g

 解得 x=8.4g

152

y

=

2

0.3g

  解得 y=22.8g
鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

8.4g

9g

×100%=93.3%
硫酸亞鐵的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

22.8g

159.0g-9.0g-44.1g+8.4g-0.3g

×100%=20%
答：樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93.3%，硫酸亞鐵的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%．

點評：根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量=所加稀鹽酸的質(zhì)量+參加反應(yīng)鐵的質(zhì)量-放出氫氣的質(zhì)量．