鐵的冶煉是鋼鐵工業(yè)的基礎(chǔ)。
(Ⅰ)右圖是教材中煉鐵高爐及爐內(nèi)化學(xué)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(yīng)的化學(xué)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(zhì)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?jiān)谙铝孝佗谥懈鲗懸粋化學(xué)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(xué)利用下圖裝置進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn),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(yīng)后,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下:
樣品質(zhì)量 | 裝置A中玻璃管和固體的總質(zhì)量 | 裝置B的質(zhì)量 |
2.32 g | 反應(yīng)前55.72 g | 反應(yīng)前 281.00 g |
反應(yīng)后55.08 g | 反應(yīng)后 281.56 g |
(I) (1) 3CO+Fe2O3高溫 2Fe+3CO2
(2) C + O2點(diǎn)燃 CO2 2C + CO2 高溫2CO
(II)(3)燃燒產(chǎn)生熱量、做生產(chǎn)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(yīng)產(chǎn)生的CO2全部吸收
Fe3O4;Fe2O3、FeO;Fe3O4、Fe2O3、FeO
解析試題分析:(I)根據(jù)煉鐵高爐的示意圖可知,
(1)B區(qū)主要是生成鐵的反應(yīng),所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CO+Fe2O3高溫 2Fe+3CO2;
(2) C區(qū)主要是產(chǎn)生一氧化碳的反應(yīng),共發(fā)生了兩個反應(yīng),所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為C + O2點(diǎn)燃 CO2 ,2C + CO2 高溫2CO。
(II)(3)根據(jù)豎爐煉鐵的流程圖可知,甲烷和氧氣混合氣體進(jìn)入燃燒室,可燃燒為煉鐵提供熱量;另外,還有一部分甲烷進(jìn)入催化反應(yīng)室,和二氧化碳、水等反應(yīng),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(zhì),所以冶煉出的鐵水屬于混合物。
(4)根據(jù)高溫尾氣的成分為二氧化碳和水,它們進(jìn)入催化反應(yīng)室中可以得到合成氣體(一氧化碳和氫氣),而合成氣體進(jìn)入還原反應(yīng)室,與氧化鐵反應(yīng),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(zhì)為二氧化碳和水。
(III)(5) ①在初中化學(xué)中學(xué)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(yīng)的化學(xué)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?xì)怏w,故反應(yīng)的化學(xué)方程式為C + 2CuO 高溫 2Cu+ CO2↑;
③根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的方程式可知,反應(yīng)物和生成物都是一種金屬單質(zhì)和一種金屬氧化物,因此可歸納其反應(yīng)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(zhì),故澄清石灰水中的氫氧化鈣含量很少,不能將反應(yīng)產(chǎn)生的CO2全部吸收,所以不選用裝置B的質(zhì)量變化來計(jì)算;
②根據(jù)還原反應(yīng)的原理可知,在金屬氧化物與CO的反應(yīng)過程中,金屬氧化物的氧會被奪去,故固體物質(zhì)總質(zhì)量會變小,而變小的質(zhì)量即為金屬氧化物中氧元素的質(zhì)量,結(jié)合表格數(shù)據(jù)可知,氧元素的質(zhì)量=55.72g-55.08g=0.64g,則混合物中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=27.6%,而Fe3O4中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=27.6%,F(xiàn)e2O3中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=30%,F(xiàn)eO中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=22.2%;故該樣品所有可能的組成是Fe3O4;Fe2O3、FeO;Fe3O4、Fe2O3、FeO。
考點(diǎn):鐵的冶煉,金屬活動性順序及其應(yīng)用,金屬活動性的探究,書寫化學(xué)方程式,元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算
點(diǎn)評:本題考查的知識點(diǎn)較多,主要考查了鐵的冶煉的有關(guān)知識,熟練掌握相關(guān)化學(xué)知識和實(shí)驗(yàn)的原理、現(xiàn)象和注意事項(xiàng)等是解答本題的關(guān)鍵。
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解
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樣品質(zhì)量 | 裝置A中玻璃管和固體的總質(zhì)量 | 裝置B的質(zhì)量 |
2.32g | 反應(yīng)前55.72g | 反應(yīng)前 281.00g |
反應(yīng)后55.08g | 反應(yīng)后 281.56g |
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科目:初中化學(xué) 來源:2012-2013學(xué)年江蘇省南京市玄武區(qū)初三第一學(xué)期期末學(xué)情調(diào)研化學(xué)試卷(解析版) 題型:簡答題
鐵的冶煉是鋼鐵工業(yè)的基礎(chǔ)。
(Ⅰ)右圖是教材中煉鐵高爐及爐內(nèi)化學(xué)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(yīng)的化學(xué)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(zhì)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?jiān)谙铝孝佗谥懈鲗懸粋化學(xué)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(xué)利用下圖裝置進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn),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(yīng)后,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下:
樣品質(zhì)量 |
裝置A中玻璃管和固體的總質(zhì)量 |
裝置B的質(zhì)量 |
2.32 g |
反應(yīng)前55.72 g |
反應(yīng)前 281.00 g |
反應(yīng)后55.08 g |
反應(yīng)后 281.56 g |
請回答下列問題:
①興趣小組同學(xué)經(jīng)過討論后認(rèn)為應(yīng)選用樣品質(zhì)量和裝置A中玻璃管和固體的總質(zhì)量的變化來計(jì)算,而不選用裝置B的質(zhì)量的變化來計(jì)算,理由是 。
②該樣品所有可能的組成是 。
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:解答題
樣品質(zhì)量 | 裝置A中玻璃管和固體的總質(zhì)量 | 裝置B的質(zhì)量 |
2.32g | 反應(yīng)前55.72g | 反應(yīng)前 281.00g |
反應(yīng)后55.08g | 反應(yīng)后 281.56g |
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科目:初中化學(xué) 來源:2012-2013學(xué)年江蘇省南京市玄武區(qū)九年級(上)期末化學(xué)試卷(解析版) 題型:解答題
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