Question

已知某金属X有下列相关信息：①它的主要矿物的化学成分是X₂O₃；②它主要通过热还原法冶炼而成；③它的年产量位于金属之首．
（1）据此推断X是________（填选项字母）．
A．钛B．铁C．铝D．铜
（2）在高炉中用含X₂O₃的矿物冶炼该金属的原理是________（用化学方程式表示）．
（3）同学们设计了如下实验方案测定该矿物中X₂O₃的质量分数（装置气密性良好；矿物中的杂质不参加反应；假设矿物样品中的X₂O₃完全反应）：
①取矿物样品并称量该样品的质量；
②测出反应前广口瓶和瓶内物质总质量；
③测出反应后广口瓶和瓶内物质总质量；
④计算得出矿物样品中x₂O₃的质量分数．你认为，该实验方案________（填“一定”或“不一定”）能准确测出矿物中X₂O₃的质量分数，理由是________．不改变装置和药品，你还可以通过测定哪些数据，再通过计算得出矿物中X₂O₃的质量分数：________．
从环保角度看，该装置的不足之处是________．

Answer 1

解：（1）根据该金属年产量位于金属之首，可以确定该金属是铁，所以本题答案为：B；
（2）高炉炼铁中发生的反应是一氧化碳还原氧化铁，此反应生成铁和二氧化碳，所以本题答案为：Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂；
（3）石灰水是氢氧化钙的水溶液，氢氧化钙是微溶于水的物质，故所含的溶质少，不一定能将生成的二氧化碳全部吸收，而且从装置可以看出，石灰水直接与空气接触，可能吸收空气中的二氧化碳，所以不一定能准确测出矿物中X₂O₃的质量分数，还可以设计实验通过测定反应前后固体物质的质量差进行计算，由于一氧化碳有毒，必须进行尾气处理，所以本题答案为：不一定，生成的二氧化碳气体不一定被石灰水完全吸收（或石灰水可能吸收空气中的二氧化碳），分别测出反应前玻璃管和矿物样品的总质量、反应后玻璃管和剩余固体总质量（或测出反应后玻璃管内剩余固体的质量），无尾气处理装置．
分析：（1）年产量位于金属之首的是金属铁；
（2）高炉炼铁中发生的反应是一氧化碳还原氧化铁；
（3）要测定矿物中X₂O₃的质量分数，可以根据生成的二氧化碳的质量或是反应前后固体物质的质量差来进行计算．
点评：本题考查的是金属铁的冶炼，可以依据课本已有知识作出回答，在涉及到矿物中氧化铁的含量测定时，必须注意测量结果的准确性，排除干扰因素．