Question

早在春秋戰國時期，我國就開始生產和使用鐵器．鐵礦石冶煉成鐵是一個復雜的過程．
（1）在實驗室里，可以利用圖A、B兩套裝置將氧化鐵還原成鐵：

①裝置A中，木炭和氧化鐵反應的化學方程式為

3C+2Fe₂O₃

高溫  .

4Fe+3CO₂↑

，該反應所屬基本反應類型為

置換

反應；澄清石灰水中發生反應的化學方程式為

CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O

．
②裝置B中，應先

通一氧化碳

（選填“通一氧化碳”或“加熱氧化鐵”）；裝置末端的酒精燈能將一氧化碳轉化為無毒的二氧化碳，一氧化碳有毒是因為

一氧化碳極易與血液中的血紅蛋白結合，從而使血紅蛋白不能再與氧氣結合

．
（2）圖C是教材中煉鐵高爐及爐內化學變化過程示意圖：
①若采用的鐵礦石主要成分為氧化鐵，請寫出A區和B區所發生主要反應的化學方程式：
A區：

3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂

B區：

C+O₂

點燃  .

CO₂ CO₂+C

高溫  .

2CO

②要煉出含鐵96%的生鐵3000t，至少需要含氧化鐵90%的赤鐵礦石的質量是多少？

Answer 1

分析：（1）①木炭具有還原性可以將氧化鐵還原成鐵，同時生成二氧化碳，可以據此寫出該反應的化學方程式，該反應為置換反應；
②一氧化碳不但具有還原性，還具有可燃性，當混有了空氣時在加熱或是點燃的條件下容易發生爆炸，所以實驗前應該先通入一氧化碳，一氧化碳有毒，一氧化碳極易與血液中的血紅蛋白結合，從而使血紅蛋白不能再與氧氣結合，可以據此解答該題；
（2）①依據A區主要是生成鐵而B區主要是產生一氧化碳的情況書寫即可；
②由生鐵的質量和含雜質的質量分數及赤鐵礦中氧化鐵的質量分數，根據一氧化碳與氧化鐵反應的化學方程式可以計算出需要赤鐵礦石的質量．

解答：解：（1）①木炭具有還原性可以將氧化鐵還原成鐵，同時生成二氧化碳，該反應的化學方程式為：3C+2Fe₂O₃

高溫  .

4Fe+3CO₂↑，該反應為置換反應；
②一氧化碳不但具有還原性，還具有可燃性，當混有了空氣時在加熱或是點燃的條件下容易發生爆炸，所以實驗前應該先通入一氧化碳；一氧化碳有毒，一氧化碳極易與血液中的血紅蛋白結合，從而使血紅蛋白不能再與氧氣結合，從而使人中毒；
（2）①依據A區主要是生成鐵的反應，所以方程式為：Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂；而B區主要是產生一氧化碳共發生了兩個反應，方程式為：C+O₂

點燃  .

CO₂，CO₂+C

高溫  .

2CO；
②設需要赤鐵礦石的質量為x．
Fe₂O₃+3CO

高溫  .

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

160

112

=

90%?x

2880t

解得：x=4571.4t．
答：至少需要含氧化鐵90%的赤鐵礦石的質量是4571.4t．
故答案為：（1）①3C+2Fe₂O₃

高溫  .

4Fe+3CO₂↑；置換；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
②通一氧化碳；一氧化碳極易與血液中的血紅蛋白結合，從而使血紅蛋白不能再與氧氣結合；
（2）①3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；CO₂+C

高溫  .

2CO；
②4571.4t．

點評：此題是與煉鐵相關的實驗探究題，綜合性較強，尤其是利用數據對混合物的判斷提高了試題的難度，只要是掌握固體質量變化是氧元素失掉的實質便可迎刃而解．