鐵礦石冶煉成鐵是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。煉鐵的原理是利用一氧化碳與氧化鐵的反應(yīng),該化學(xué)方程式為                                      。
(1)某鋼鐵廠每天需消耗5000t含氧化鐵76%的赤鐵礦石,該廠理論上可以日產(chǎn)含鐵98%的生鐵的質(zhì)量是多少?
(請(qǐng)寫出計(jì)算過(guò)程,結(jié)果精確到0.1t)
(2)某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室中模擬煉鐵原理的實(shí)驗(yàn),并對(duì)固體產(chǎn)物的成分進(jìn)行探究。
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】用一氧化碳還原純凈的氧化鐵粉末,實(shí)驗(yàn)裝置如圖,酒精燈b的作用是                。

【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】該小組按上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),在一定溫度下進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),測(cè)得下列數(shù)據(jù):
①反應(yīng)前玻璃管和內(nèi)盛氧化鐵粉末的總質(zhì)量66.0g(玻璃管的質(zhì)量為60.0g)。
②反應(yīng)后玻璃管和內(nèi)盛黑色固體的總質(zhì)量m(冷卻到室溫稱量)。
【分析與討論】本實(shí)驗(yàn)中,玻璃管內(nèi)固體粉末由紅色全部變?yōu)楹谏。小明同學(xué)認(rèn)為該黑色固體全部是鐵,但小華同學(xué)提出了質(zhì)疑,于是大家提出查閱資料。
【查閱資料】
①一氧化碳還原氧化鐵的固體產(chǎn)物的成分與反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等因素有關(guān)。
②一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中固體產(chǎn)物可能有四氧化三鐵、氧化亞鐵、鐵。

物質(zhì)
性質(zhì)
四氧化三鐵
氧化亞鐵
氧化鐵
鐵粉
顏色
黑色
黑色
紅色
黑色
能否被磁鐵吸引

不能
不能

【進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)和得出結(jié)論】
①該小組同學(xué)將反應(yīng)后的黑色固體研磨后,再用磁鐵吸引,發(fā)現(xiàn)黑色固體粉末全部能被吸引,則該黑色固體粉末中不可能含有氧化鐵和       。
②該小組同學(xué)將黑色固體粉末投入硫酸銅溶液中,一段時(shí)間后無(wú)紫紅色固體析出,則該黑色固體粉末為       。其實(shí),進(jìn)行如上圖所示實(shí)驗(yàn)后,若測(cè)得反應(yīng)后玻璃管和內(nèi)盛黑色固體的總質(zhì)量m為       g,也能得出這個(gè)結(jié)論。
【反思與評(píng)價(jià)】一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)中,若要得到鐵可適當(dāng)提高反應(yīng)溫度和延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間。上圖所示實(shí)驗(yàn)裝置中,應(yīng)作的一處修改是                            。
3CO+Fe2O3高溫2Fe+3CO2     
(1)2714.3t
(2)【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】 尾氣處理,防止空氣污染
【進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)和得出結(jié)論】①氧化亞鐵    ②四氧化三鐵      65.8g
【反思與評(píng)價(jià)】將酒精燈a換成酒精噴燈

試題分析:
⑴設(shè)生鐵質(zhì)量為X
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
160      112
5000t×76%    98%X

X=2714.3t
⑵【進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)和得出結(jié)論】①根據(jù)表格提供信息,不能被磁鐵吸引的除氧化鐵外,還有氧化亞鐵。②根據(jù)題意,該粉末不能置換出硫酸銅溶液中的銅,則該黑色粉末不是鐵粉,從而該粉末只能是四氧化三鐵。后半題實(shí)際是問(wèn):如果生成四氧化三鐵,則反應(yīng)后會(huì)有多少固體物質(zhì)存在呢?為此,我們可以先列出反應(yīng)方程式,并通過(guò)方程式求解,具體過(guò)程如下:
設(shè)生成四氧化三鐵質(zhì)量為X
CO+3Fe2O32Fe3O4+CO2
3×160      2×232
(66-60)g       X

X=5.8g
反應(yīng)后玻璃管和內(nèi)盛黑色固體的總質(zhì)量m為60g+5.8g=65.8g時(shí),也能得出只生成四氧化三鐵這一結(jié)論。
【反思與評(píng)價(jià)】根據(jù)題意,要提高反應(yīng)溫度,只有將酒精燈a換成酒精噴燈,當(dāng)然也可以給酒精燈加上網(wǎng)罩,以使火焰集中,從而提高溫度。不過(guò)這樣的效果可能不如換用酒精噴燈好。
練習(xí)冊(cè)系列答案
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A.產(chǎn)生氧氣質(zhì)量為8gB.溶液中氫氧化鈉質(zhì)量為18g
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(1)理論上從溶液中析出晶體的質(zhì)量為多少g?
(2)反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)NH4Cl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少?(寫出計(jì)算式即可).
資料:20℃時(shí)四種物質(zhì)的溶解度如下,假設(shè)它們同時(shí)溶解在水中各自的溶解度不變.
物質(zhì)
NaCl
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NH4Cl
NaHCO3
溶解度/g
36.0
21.6
37.2
9.6

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