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        1. 【題目】鐵在生產(chǎn)生活中應(yīng)用十分廣泛.鐵的冶煉和利用已成為目前科學(xué)研究和技術(shù)領(lǐng)域中的重要課題.
          (1)生活中使用的防寒熱帖利用了鐵生銹原理,其工作過程中實現(xiàn)了由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為能.
          (2)鐵礦石冶煉成鐵是一個復(fù)雜的過程,把鐵礦石和焦炭、石灰石一起加入高爐,在高溫下,利用焦炭和氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來,得到鐵合金.一氧化碳還原氧化鐵的化學(xué)方程式為
          (3)甲同學(xué)為探究鐵合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù),先后進(jìn)行了四次實驗(雜質(zhì)不與稀硫酸反應(yīng)),實驗數(shù)據(jù)如下表:

          第一次

          第二次

          第三次

          第四次

          所取合金的質(zhì)量∕g

          10

          10

          20

          30

          所加稀硫酸的質(zhì)量∕g

          100

          120

          80

          X

          生成氫氣的質(zhì)量∕g

          0.3

          0.3

          0.3

          Y

          請回答:上表第四次實驗中合金力的鐵恰好與稀硫酸完全反應(yīng),則Y=g,該鐵合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少(寫出計算過程)?
          (4)乙同學(xué)提出單質(zhì)碳也具有還原性,碳還原氧化鐵的化學(xué)方程式為 , 為什么工業(yè)上不用焦炭作為還原劑直接還原鐵礦石?于是,他模擬工業(yè)煉鐵設(shè)計如下對比實驗(查閱資料獲知NaOH溶液可吸收CO2氣體);
          ①取兩份相同質(zhì)量的氧化鐵粉末.一份與足量的碳粉均勻混合放入下圖裝置A的硬質(zhì)試管總;另一份放入下圖裝置B的硬質(zhì)玻璃管中.
          ②裝置A和B兩組實驗同時開始進(jìn)行.在裝置B的反應(yīng)中,實驗開始前,先(選填“通CO”或“加熱”);實驗結(jié)束后,繼續(xù)通入CO直至冷卻至室溫.

          此時,發(fā)現(xiàn)裝置B的硬質(zhì)玻璃管中固體完全由色變?yōu)?/span>色,裝置A的硬質(zhì)試管中仍有紅色固體.因而他認(rèn)為焦炭和鐵礦石都是固體,接觸面積小,不易完全反應(yīng)時工業(yè)上不用焦炭作為還原劑直接還原鐵礦石的一個原因.
          (5)丙同學(xué)經(jīng)過查閱資料發(fā)現(xiàn)除了上述原因外,工業(yè)上不用焦炭作為還原劑直接還原鐵礦石還有一些其它原因,試寫出其中的一個
          (6)丁同學(xué)利用圖B裝置,取不同質(zhì)量的鐵的氧化物進(jìn)行實驗.所得實驗數(shù)據(jù)如下:

          實驗序號

          鐵的氧化物質(zhì)量/g

          生成鐵的質(zhì)量/g

          1

          4.00

          2.81

          2

          8.00

          7.62

          3

          10.00

          7.01

          4

          12.00

          8.42

          5

          14.00

          9.81

          6

          16.00

          11.22

          7

          18.00

          12.63

          8

          20.00

          14.03

          從上表可以看出進(jìn)行第2次實驗時,所得數(shù)據(jù)十分不可靠,故舍去.請分析造成此種結(jié)果的原因主要可能是

          【答案】
          (1)熱
          (2)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
          (3)0.9;84%
          (4)2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2↑;通CO;紅;黑
          (5)生鐵和焦炭都是固體,不易分離
          (6)反應(yīng)時間太短
          【解析】解:(1)生活中使用的防寒熱貼利用了鐵生銹原理,鐵生銹過程中實現(xiàn)了由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,故填:熱.(2)一氧化碳還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 . 故填:Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
          ·(3)根據(jù)表格提供的數(shù)據(jù)可以看出,10g合金與80g硫酸是恰好完全反應(yīng),故上表第四次實驗中合金里的鐵恰好與稀硫酸完全反應(yīng),則30g合金生成氫氣的質(zhì)量為0.9g;
          設(shè)鐵的質(zhì)量為x
          Fe+H2SO4═FeSO4+H2
          56 2
          x 0.9g

          x=25.2g
          該鐵合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)= =84%;
          故填:0.9,84%;
          ·(4)碳還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2↑,故填:2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2↑;②裝置A和B兩組實驗同時開始進(jìn)行.在裝置B的發(fā)應(yīng)中,實驗開始前,先通CO,排盡裝置內(nèi)的空氣,防止加熱時產(chǎn)生爆炸;
          一氧化碳能與氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳,會觀察到裝置B的硬質(zhì)玻璃管中固體完全由紅色變?yōu)楹谏;故填:通CO,紅,黑;(5)工業(yè)上不用焦炭作為還原劑直接還原鐵礦石的原因還與焦炭的狀態(tài)有關(guān),生鐵和焦炭都是固體,不易分離,故填:生鐵和焦炭都是固體,不易分離.
          ·(6)丁同學(xué)利用圖B裝置,取不同質(zhì)量的鐵的氧化物進(jìn)行實驗.所得實驗數(shù)據(jù)如下:

          實驗序號

          鐵的氧化物質(zhì)量/g

          生成鐵的質(zhì)量/g

          1

          4.00

          2.81

          2

          8.00

          7.62

          3

          10.00

          7.01

          4

          12.00

          8.42

          5

          14.00

          9.81

          6

          16.00

          11.22

          7

          18.00

          12.63

          8

          20.00

          14.03

          進(jìn)行第2次實驗時,所得數(shù)據(jù)過大,十分不可靠.造成此種結(jié)果的原因主要可能是反應(yīng)時間太短,氧化鐵沒有全部被還原,故填:反應(yīng)時間太短.
          【考點精析】本題主要考查了一氧化碳還原氧化鐵和鐵的冶煉的相關(guān)知識點,需要掌握原理:在高溫下,利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來;鐵冶煉的原料:鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣;常見的鐵礦石有磁鐵礦(主要成分是Fe3O4 )、赤鐵礦(主要成分是Fe2O3 )才能正確解答此題.

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