Question

早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器．铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程．
（1）在实验室里，可以利用图A、B两套装置将氧化铁还原成铁：

①装置A中，木炭和氧化铁反应的化学方程式为

3C+2Fe₂O₃

高温  .

4Fe+3CO₂↑

，该反应所属基本反应类型为

置换

反应；澄清石灰水中发生反应的化学方程式为

CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O

．
②装置B中，应先

通一氧化碳

（选填“通一氧化碳”或“加热氧化铁”）；装置末端的酒精灯能将一氧化碳转化为无毒的二氧化碳，一氧化碳有毒是因为

一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能再与氧气结合

．
（2）图C是教材中炼铁高炉及炉内化学变化过程示意图：
①若采用的铁矿石主要成分为氧化铁，请写出A区和B区所发生主要反应的化学方程式：
A区：

3CO+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+3CO₂

B区：

C+O₂

点燃  .

CO₂ CO₂+C

高温  .

2CO

②要炼出含铁96%的生铁3000t，至少需要含氧化铁90%的赤铁矿石的质量是多少？

Answer 1

分析：（1）①木炭具有还原性可以将氧化铁还原成铁，同时生成二氧化碳，可以据此写出该反应的化学方程式，该反应为置换反应；
②一氧化碳不但具有还原性，还具有可燃性，当混有了空气时在加热或是点燃的条件下容易发生爆炸，所以实验前应该先通入一氧化碳，一氧化碳有毒，一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能再与氧气结合，可以据此解答该题；
（2）①依据A区主要是生成铁而B区主要是产生一氧化碳的情况书写即可；
②由生铁的质量和含杂质的质量分数及赤铁矿中氧化铁的质量分数，根据一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式可以计算出需要赤铁矿石的质量．

解答：解：（1）①木炭具有还原性可以将氧化铁还原成铁，同时生成二氧化碳，该反应的化学方程式为：3C+2Fe₂O₃

高温  .

4Fe+3CO₂↑，该反应为置换反应；
②一氧化碳不但具有还原性，还具有可燃性，当混有了空气时在加热或是点燃的条件下容易发生爆炸，所以实验前应该先通入一氧化碳；一氧化碳有毒，一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能再与氧气结合，从而使人中毒；
（2）①依据A区主要是生成铁的反应，所以方程式为：Fe₂O₃+3CO

高温  .

2Fe+3CO₂；而B区主要是产生一氧化碳共发生了两个反应，方程式为：C+O₂

点燃  .

CO₂，CO₂+C

高温  .

2CO；
②设需要赤铁矿石的质量为x．
Fe₂O₃+3CO

高温  .

2Fe+3CO₂
160             112
90%?x        3000t×96%=2880t

160

112

=

90%?x

2880t

解得：x=4571.4t．
答：至少需要含氧化铁90%的赤铁矿石的质量是4571.4t．
故答案为：（1）①3C+2Fe₂O₃

高温  .

4Fe+3CO₂↑；置换；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
②通一氧化碳；一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能再与氧气结合；
（2）①3CO+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+3CO₂；CO₂+C

高温  .

2CO；
②4571.4t．

点评：此题是与炼铁相关的实验探究题，综合性较强，尤其是利用数据对混合物的判断提高了试题的难度，只要是掌握固体质量变化是氧元素失掉的实质便可迎刃而解．