Question

(5分)钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志。图1是实验室模拟炼铁的装置图。

        图一                           图二                图三

(1)写出图1中A处发生的化学反应方程式：                        ；

(2)实验过程中通入CO质量与红色粉末质量的关系如图2所示。根据图示，下列说法不正确的是             ；（填序号）

①a点表示开始通入CO，反应开始发生  

②b点表示通入CO一段时间后加热，反应开始发生                                         

③c点表示红色粉末已充分参加反应      

④d点表示反应结束后仍需继续通入CO

⑤可根据通入CO的质量计算出红色粉末的质量

(3)图1装置中的不足之处是                                      。

(4)该实验炼制的铁与工业炼制出的铁最大的区别是                   。

(5)某化学小组的同学们利用上述实验对一份固体样品进行了探究。通过实验已确定该样品由氧化铁和铁粉混合而成。他们取了3.6g固体样品，用图1所示的装置重新实验，测定的部分数据如图3所示，则原样品中铁元素与氧元素的质量比是            。

 

Answer 1

（1）Fe₂O₃+3CO₂Fe+3CO₂，（2）①⑤，（3）没有对尾气进行处理，（4）该实验炼制的铁是纯净物，工业炼制的生铁是混合物，含有一定量的碳，（5）5：1

解析:（1）红色粉末是氧化铁，氧化铁和一氧化碳在高温条件下生成铁和二氧化碳，方程式是：Fe₂O₃+3CO₂=^高温=Fe+3CO₂；

（2）实验开始先通入一氧化碳，排尽试管内空气，防止加热发生爆炸，反应完成要继续通一氧化碳，防止生成的铁被氧化，此两步一氧化碳都未发生反应，所以不能根据通入一氧化碳的质量进行计算，a-b红色粉末的质量未变，说明反应尚未开始；

（3）一氧化碳有毒，未发生反应的一氧化碳要进行处理，图中缺乏尾气处理装置；

（4）工业炼制的是生铁，含有一定量的碳，此处炼制的是纯铁，二者一个是纯净物，一个是混合物；；

（5）一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，所以玻璃管固体减少的质量是氧化铁中氧元素的质量．

解：设氧化铁的质量为x．

Fe₂O₃+3CO₂=^高温=Fe+3CO₂ 固体减少的质量

      160 　 112        160-112=48

       x                  3.6g-3g     　

x=2g

所以样品中铁粉的质量是3.6g-2g =1.6g

样品中Fe元素总质量：1.6g+2g×112/160×100%=3g

O元素总质量：2g×48/160×100%=0.6g

所以样品中铁元素与氧元素的质量比是：3g：0.6g=5：1

答：该样品中铁元素与氧元素的质量比是5：1．