鐵的冶煉是鋼鐵工業(yè)的基礎。
(Ⅰ)右圖是教材中煉鐵高爐及爐內化學變化過程示意圖,若右圖中采用的鐵礦石的主要成分為氧化鐵,請寫出B區(qū)和C區(qū)所發(fā)生主要反應的化學方程式:
(1) B區(qū) (2) C區(qū) 、 。
(Ⅱ)豎爐煉鐵也是一種重要的煉鐵方法,其工藝流程如下圖所示。
(3)該工藝流程中,甲烷的作用是 、 ,冶煉出的鐵水屬于 (填“純凈物”或“混合物”)。
(4)該工藝流程中,可循環(huán)利用的物質是 。
(Ⅲ)金屬在活動性順序里的位置越后,其化合物越不穩(wěn)定,所以它的氧化物越容易被還原。
(5)請在下列①②中各寫一個化學方程式,③中寫出還原金屬氧化物的方法。
(Ⅳ)某興趣小組同學利用下圖裝置進行相關實驗,測定樣品的組成:
(6)若樣品由氧化鐵、氧化亞鐵和四氧化三鐵中的一種或幾種組成,待充分反應后,實驗數據記錄如下:
樣品質量 |
裝置A中玻璃管和固體的總質量 |
裝置B的質量 |
2.32 g |
反應前55.72 g |
反應前 281.00 g |
反應后55.08 g |
反應后 281.56 g |
請回答下列問題:
①興趣小組同學經過討論后認為應選用樣品質量和裝置A中玻璃管和固體的總質量的變化來計算,而不選用裝置B的質量的變化來計算,理由是 。
②該樣品所有可能的組成是 。
(I) (1) 3CO+Fe2O3高溫 2Fe+3CO2
(2) C + O2點燃 CO2 2C + CO2 高溫2CO
(II)(3)燃燒產生熱量、做生產合成氣的原料 混合物
(4)CO2和H2O(高溫尾氣)
(III)(5) 2HgO2Hg+O2↑ C + 2CuO 高溫 2Cu+ CO2↑
用金屬還原金屬氧化物
(Ⅳ)(6) 裝置B不能將反應產生的CO2全部吸收
Fe3O4;Fe2O3、FeO;Fe3O4、Fe2O3、FeO
【解析】
試題分析:(I)根據煉鐵高爐的示意圖可知,
(1)B區(qū)主要是生成鐵的反應,所以反應的化學方程式為3CO+Fe2O3高溫 2Fe+3CO2;
(2) C區(qū)主要是產生一氧化碳的反應,共發(fā)生了兩個反應,所以反應的化學方程式為C + O2點燃 CO2 ,2C + CO2 高溫2CO。
(II)(3)根據豎爐煉鐵的流程圖可知,甲烷和氧氣混合氣體進入燃燒室,可燃燒為煉鐵提供熱量;另外,還有一部分甲烷進入催化反應室,和二氧化碳、水等反應,可制得合成氣(CO和H2)。由于在煉鐵的過程中不可避免的會引入一些雜質,所以冶煉出的鐵水屬于混合物。
(4)根據高溫尾氣的成分為二氧化碳和水,它們進入催化反應室中可以得到合成氣體(一氧化碳和氫氣),而合成氣體進入還原反應室,與氧化鐵反應,又生成了二氧化碳和水,所以可以判斷在該過程中能夠被循環(huán)利用的物質為二氧化碳和水。
(III)(5) ①在初中化學中學過的能受熱分解的金屬氧化物只有氧化汞,氧化汞受熱分解生成汞和氧氣,故反應的化學方程式為2HgO2Hg+O2↑;
②金屬氧化物有很多,最常見的為氧化銅,木炭在高溫條件下還原氧化銅可以生成金屬銅和二氧化碳氣體,故反應的化學方程式為C + 2CuO 高溫 2Cu+ CO2↑;
③根據化學反應的方程式可知,反應物和生成物都是一種金屬單質和一種金屬氧化物,因此可歸納其反應規(guī)律為:用金屬還原金屬氧化物。
(Ⅳ)(6)①由于裝置B中盛有的是澄清石灰水即氫氧化鈣溶液,而氫氧化鈣是微溶于水的物質,故澄清石灰水中的氫氧化鈣含量很少,不能將反應產生的CO2全部吸收,所以不選用裝置B的質量變化來計算;
②根據還原反應的原理可知,在金屬氧化物與CO的反應過程中,金屬氧化物的氧會被奪去,故固體物質總質量會變小,而變小的質量即為金屬氧化物中氧元素的質量,結合表格數據可知,氧元素的質量=55.72g-55.08g=0.64g,則混合物中氧元素的質量分數=×100%=27.6%,而Fe3O4中氧元素的質量分數=×100%=27.6%,Fe2O3中氧元素的質量分數=×100%=30%,FeO中氧元素的質量分數=×100%=22.2%;故該樣品所有可能的組成是Fe3O4;Fe2O3、FeO;Fe3O4、Fe2O3、FeO。
考點:鐵的冶煉,金屬活動性順序及其應用,金屬活動性的探究,書寫化學方程式,元素質量分數的計算
點評:本題考查的知識點較多,主要考查了鐵的冶煉的有關知識,熟練掌握相關化學知識和實驗的原理、現象和注意事項等是解答本題的關鍵。
科目:初中化學 來源: 題型:閱讀理解
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樣品質量 | 裝置A中玻璃管和固體的總質量 | 裝置B的質量 |
2.32g | 反應前55.72g | 反應前 281.00g |
反應后55.08g | 反應后 281.56g |
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科目:初中化學 來源:2013屆江蘇省南京市玄武區(qū)初三第一學期期末學情調研化學試卷(帶解析) 題型:問答題
鐵的冶煉是鋼鐵工業(yè)的基礎。
(Ⅰ)右圖是教材中煉鐵高爐及爐內化學變化過程示意圖,若右圖中采用的鐵礦石的主要成分為氧化鐵,請寫出B區(qū)和C區(qū)所發(fā)生主要反應的化學方程式:
(1) B區(qū) (2) C區(qū) 、 。
(Ⅱ)豎爐煉鐵也是一種重要的煉鐵方法,其工藝流程如下圖所示。
(3)該工藝流程中,甲烷的作用是 、 ,冶煉出的鐵水屬于 (填“純凈物”或“混合物”)。
(4)該工藝流程中,可循環(huán)利用的物質是 。
(Ⅲ)金屬在活動性順序里的位置越后,其化合物越不穩(wěn)定,所以它的氧化物越容易被還原。
(5)請在下列①②中各寫一個化學方程式,③中寫出還原金屬氧化物的方法。
(Ⅳ)某興趣小組同學利用下圖裝置進行相關實驗,測定樣品的組成:
(6)若樣品由氧化鐵、氧化亞鐵和四氧化三鐵中的一種或幾種組成,待充分反應后,實驗數據記錄如下:
樣品質量 | 裝置A中玻璃管和固體的總質量 | 裝置B的質量 |
2.32 g | 反應前55.72 g | 反應前 281.00 g |
反應后55.08 g | 反應后 281.56 g |
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科目:初中化學 來源: 題型:解答題
樣品質量 | 裝置A中玻璃管和固體的總質量 | 裝置B的質量 |
2.32g | 反應前55.72g | 反應前 281.00g |
反應后55.08g | 反應后 281.56g |
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科目:初中化學 來源:2012-2013學年江蘇省南京市玄武區(qū)九年級(上)期末化學試卷(解析版) 題型:解答題
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