鐵及其化合物在工農業生產和生活中有廣泛應用.(1)圖1為高爐鍊鐵示意圖.從爐底流出的生鐵屬
問題詳情:
鐵及其化合物在工農業生產和生活中有廣泛應用.
(1)圖1為高爐鍊鐵示意圖.從爐底流出的生鐵屬________(填“金屬單質”或“合金”).
下列作用中①與鐵礦石發生反應生成鐵 ②燃燒供熱 ③除去鐵礦石中少量雜質(如SiO2)④生成CO,屬於從爐頂加入焦炭的作用有_________(填字母).
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
(2)實驗室可用圖2裝置模擬工業鍊鐵並測定樣品中氧化鐵(Fe2O3)的質量分數(雜質不含鐵元素,且不與CO反應)
(查閱資料)鹼石灰能吸收二氧化碳和水蒸氣
(問題討論)裝置B的作用是_______________________,從環保角度看該實驗裝置有一明顯缺陷是:_________________.
(資料處理)稱取樣品8.0g,用上述裝置進行實驗,充分反應後稱量A裝置增重4.4g.則 樣品中氧化鐵質量分數為___________%.
(實驗反思)當觀察到反應管中固體全部變黑後,若立即停止通CO,則測得的樣品中氧化鐵的質量分數_________(填“偏大”,“偏小”,“無影響”)
(3)廢鐵屑的主要成份是鐵,同時還有少量鐵鏽(Fe2O3),用於製備動物飼料硫*亞鐵的流程如下:
①反應器中發生的反應除了Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O和Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4外,還有_______________________;
②濾液M的溶質有____________________,*作1為___________________;
③FeSO4的溶解度和析出組成如下表.在*作2中,析出FeSO4•7H2O晶體的最高溫度不超過___________℃.
溫度t/℃ | 0 | 10 | 30 | 40 | 50 | 60 | 64 | 70 | 80 | 90 |
溶解度S/g | 15.6 | 20.5 | 33.0 | 40.4 | 48.8 | 55.0 | 55.3 | 50.6 | 43.7 | 37.2 |
析出晶體 | FeSO4•7H2O | FeSO4•4H2O | FeSO4•H2O |
(4)5.56g硫*亞鐵晶體(FeSO4•xH2O)隔絕空氣受熱分解時,生成金屬氧化物和氣體.固體產物的質量隨溫度變化的曲線如圖3所示.
①0~t1℃,發生的變化是加熱失去結晶水,x=__________;
②t2℃時B點固體組成只有一種,化學式為_____________.
【回答】
合金 D 吸收空氣中的水和二氧化碳 未進行尾氣處理 66.3. 無影響 Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑ FeSO4、H2SO4 過濾 60 7 Fe2O3
【詳解】
(1)從爐底流出的生鐵是鐵和碳的混合物,屬於鐵的合金;在高爐鍊鐵中碳能燃燒產生熱量、能生成一氧化碳作為還原氧化鐵的物質,故填:合金,D;
(2)【問題討論】裝置B中盛有的是鹼石灰,鹼石灰能吸收空氣中的水和二氧化碳,防止對實驗結果造成干擾,一氧化碳是有毒的氣體,而該裝置中沒有進行尾氣處理,故填:吸收空氣中的水和二氧化碳;未進行尾氣處理;
【資料處理】
稱取樣品8.0g,用上述裝置進行實驗,充分反應後稱量A裝置增重4.4g.說明生成二氧化碳的質量為4.4g,設氧化鐵的質量為x
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2.
160 132
x 4.4g
x≈5.3g
則樣品中氧化鐵質量分數為=66.3%,故填:66.3.
【實驗反思】
當觀察到反應管中固體全部變黑後,若立即停止通CO,裝置A增重不變,測得的樣品中氧化鐵的質量分數無影響,故填:無影響;
(3)①通過分析可知,鐵和硫*反應生成了硫*亞鐵和*氣,氧化鐵和硫*反應生成了硫*鐵和水,鐵與硫*鐵反應生成硫*亞鐵.故填:Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑;
②加入的硫*是過量的,所以在溶液中含有硫*和反應生成的硫*亞鐵,所以濾液M中肯定含有的溶質的化學式是:FeSO4、H2SO4;*作2後得到了濾液和固體,所以可以判斷*作1為過濾,故填:FeSO4、H2SO4;過濾;
③根據圖表中的資訊可以知道當溫度大於60℃時產生了FeSO4•4H2O,所以應該將溫度控制在60℃以下;故填:60.
(4)5.56g硫*亞鐵晶體(FeSO4•xH2O)隔絕空氣受熱分解時,生成金屬氧化物和氣體.固體產物的質量隨溫度變化的曲線如圖所示.
①0﹣t1℃,發生的變化是加熱失去結晶水,
FeSO4•xH2OFeSO4+xH2O
152+18x 152
5.56g 3.04g
x=7;
故填:7;
②硫*亞鐵分解生成金屬氧化物和氣體,t2℃時B點固體組成只有一種,故是氧化鐵,故填:Fe2O3.
【點睛】
本題考查的是金屬的有關*質的知識,完成此題,可以依據已有的知識結合題幹提供的資訊進行.
知識點:氣體制取和淨化
題型:實驗題
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