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某化學小組對鐵的冶煉

發布時間: 2021-07-30 08:24:20

『壹』 某化學興趣小組根據下列轉化關系在實驗室中模擬煉鐵,並對產物成分進行探究.(1)煉鐵的原理是______(

(1)煉鐵是將原料(鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣)通入高爐中,在高爐中發生復雜反應,生成鐵的單質,例如以赤鐵礦為例,氧化鐵和一氧化碳反應生成鐵和二氧化碳,反應的化學方程式為:3CO+Fe2O3

高溫
.

『貳』 某化學興趣小組想對某次高爐煉鐵得到的生鐵中鐵的質量分數進行探究,請按要求完成下列探究報告.實驗目的

設計思路:要測定生鐵中鐵的質量分數,可根據鐵能和酸反應生成氫氣,其他雜質和酸不反應,可根據氫氣的質量計算出鐵的質量,進而算出質量分數.故答案為:將生鐵樣品與過量稀硫酸反應,並測定反應前後燒杯和燒杯內物質的質量差得出氫氣的質量,再計算出鐵的質量;
數據處理:
氫氣的質量=102.4g+247.3g-348.7g=1g
設鐵的質量為x
Fe+H 2 SO 4 =FeSO 4 +H 2
562
x1g
56
2
=
x
1g

x=28g
鐵的質量分數=28g/(102.4g-70.4g)×100%=87.5%
答:生鐵樣品中單質鐵的質量分數是87.5%;
交流討論:(1)實驗過程中稀硫酸要過量的原因是保證將單質鐵全部反應,使後面的實驗結果更精確;
(2)生鐵的樣品的質量為102.4g-70.4g=32g,該樣品中鐵元素的總含量為32g×95.2%=30.464g,其中純鐵的質量為32g×87.5%=28g,則樣品中Fe 3 C的質量為(30.464g-28g)÷
56×3
56×3+12
=2.6g;
(3)①由上述實驗可知,V(CO):V(空氣)=8:2時不爆炸,故CO在空氣混合氣中的爆炸極限的上限為 80%;
②在點燃或加熱一氧化碳前,一定要先檢驗氣體的純度,防止發生爆炸;
③一氧化碳與氧化鐵反應的化學方程式:Fe 2 O 3 +3CO
高溫
.
2Fe+3CO 2
故答案為:(1)保證將單質鐵全部反應
(2)2.6g
(3)①80% ②驗純 ③Fe 2 O 3 +3CO
高溫
.
2Fe+3CO 2

『叄』 在學習冶煉生鐵原理後,某校化學興趣小組了同學對鐵了氧化物了性質開展了探究活動.(1)鐵了氧化物中除

【實驗探究】
[討論交流]
(1)向裝置中通入一氧化碳時,一氧化碳會擴散到空氣中,污染大氣.
故填:一氧化碳是有毒氣體,對空氣有污染.
(五)先點燃酒精燈和酒精噴燈,然後再通一氧化碳,如果一氧化碳和裝置中的空氣混合達到了一氧化碳的爆炸極限,會發生爆炸.
故填:一氧化碳具有可燃性,與容器內的空氣混合,點燃後可能會發生爆炸.
(i)可以先通入一段時間氮氣或稀有氣體,排凈玻璃管內的空氣,然後再點燃酒精燈.
故填:先通入一段時間氮氣或稀有氣體,排凈玻璃管內的空氣,然後再點燃酒精燈.
[實驗發現]
(1)如果試管小中的石灰水變渾濁,說明已發生化學反應生成了二氧化碳.
故填:試管小中的石灰水變渾濁.&n小sp;&n小sp;
(五)因為鐵、得氧化三鐵都能夠被磁鐵吸引,所以黑色粉末能被磁鐵吸引,不能證明有鐵生成.
故填:得氧化鐵也能被磁鐵吸引.&n小sp;&n小sp;
(i)為了證明是否有鐵生成,可以取少量黑色粉末於試管中,向其中滴加稀鹽酸,產生氣泡,說明生成了金屬鐵.
故填:取少量黑色粉末於試管中,向其中滴加稀鹽酸,產生氣泡,說明生成了金屬鐵.
鐵和稀鹽酸反應能生成氯化亞鐵和氫氣,一氧化碳和得氧化三鐵在高溫條件l反應能生成鐵和二氧化碳,反應的化學方程式分別為:
了e+五H口l═了e口l+H↑、4口O+了eiO4

&n小sp;高溫&n小sp;
.

『肆』 某校化學小組學生為了研究煉鐵的原理,用一氧化碳與氧化鐵反應,按下圖進行實驗. (1)實驗開始時,打

(1)一氧化碳不純時加熱可能產生爆炸,實驗開始前需要先通入一氧化碳,排盡玻璃管中的空氣,防止加熱時產生爆炸,一氧化碳能與紅色的氧化鐵反應生成黑色的鐵粉和二氧化碳,故填:排盡玻璃管內的空氣,防止加熱時因一氧化碳不純而引起爆炸,紅色的氧化鐵逐漸變成黑色,Fe 2 O 3 +3CO
高溫
.
2Fe+3CO 2
(2)裝置C中盛有的氫氧化鈉能吸收生成的二氧化碳,並且將為反應的一氧化碳收集起來,防止一氧化碳污染空氣,故填:吸收反應生成的二氧化碳,同時防止一氧化碳逸出污染空氣,2NaOH+CO 2 =Na 2 CO 3 +H 2 O;
(3)氫氧化鈉能與二氧化碳反應生成碳酸鈉,反應結束後還有未完全反應的氫氧化鈉,故實驗結束後,燒杯內的溶液中含有的溶質是 NaOH、Na 2 CO 3 ,故填:NaOH、Na 2 CO 3

『伍』 某實驗小組模擬高爐煉鐵的化學反應原理進行實驗,其裝置如圖所示.(1)A處發生反應的化學方程式是______

(1)A處氧化鐵還原為鐵,發生反應的化學方程式是Fe2O3+3CO

高溫
.

『陸』 化學計算題:化學小組在實驗室做煉鐵的實驗...

50g*96%=48g
3CO+ Fe2O3 =高溫= 2Fe + 3CO2
160 112
x 48g
160/x=112/48g
x=68.57g
其中氧元素質量為 68.57g*(48/160)=20.57g
需要氧元素含量為24%的赤鐵礦 20.57g/24%=85.7g

『柒』 探究用鐵礦石冶煉鐵的化學原理.某化學小組的同學們在實驗室探究用一氧化碳

(1)

①(無明顯現象)

②(紅色粉末變成黑色)

③(澄清的石灰水變渾濁)

④ (氣體燃燒,發出藍色火焰)

(2) 證明Fe2O3與CO發生反應的現象是②(紅色粉末變成黑色)③(澄清的石灰水變渾濁)

(3)該實驗中共發生了( 3 )個反應,分別在(②③④ )處。化學反應方程式依次是

『捌』 在學習冶煉生鐵原理後,某校化學興趣小組的同學對鐵的氧化物的性質開展了探究活動.【查閱資料】(1)鐵

【實驗探究】
[討論交流]
(1)向裝置中通入一氧化碳時,一氧化碳會擴散到空氣中,污染大氣.
故填:一氧化碳是有毒氣體,對空氣有污染.
(2)先點燃酒精燈和酒精噴燈,然後再通一氧化碳,如果一氧化碳和裝置中的空氣混合達到了一氧化碳的爆炸極限,會發生爆炸.
故填:一氧化碳具有可燃性,與容器內的空氣混合,點燃後可能會發生爆炸.
(3)可以先通入一段時間氮氣或稀有氣體,排凈玻璃管內的空氣,然後再點燃酒精燈.
故填:先通入一段時間氮氣或稀有氣體,排凈玻璃管內的空氣,然後再點燃酒精燈.
[實驗發現]
(1)如果試管B中的石灰水變渾濁,說明已發生化學反應生成了二氧化碳.
故填:試管B中的石灰水變渾濁.
(2)因為鐵、四氧化三鐵都能夠被磁鐵吸引,所以黑色粉末能被磁鐵吸引,不能證明有鐵生成.
故填:四氧化鐵也能被磁鐵吸引.
(3)為了證明是否有鐵生成,可以取少量黑色粉末於試管中,向其中滴加稀鹽酸,產生氣泡,說明生成了金屬鐵.
一氧化碳和四氧化三鐵在高溫條件下反應能生成鐵和二氧化碳,反應的化學方程式為:4CO+Fe3O4

高溫
.

『玖』 在學習冶煉生鐵原理後,某校化學興趣小組的同學對鐵的氧化物的性質開展了探究活動.(1)鐵的氧化物中除

【實驗探究】
[討論交流]
(1)向裝置中通入一氧化碳時,一氧化碳會擴散到空氣中,污染大氣.
故填:一氧化碳是有毒氣體,對空氣有污染.
(2)先點燃酒精燈和酒精噴燈,然後再通一氧化碳,如果一氧化碳和裝置中的空氣混合達到了一氧化碳的爆炸極限,會發生爆炸.
故填:一氧化碳具有可燃性,與容器內的空氣混合,點燃後可能會發生爆炸.
(3)可以先通入一段時間氮氣或稀有氣體,排凈玻璃管內的空氣,然後再點燃酒精燈.
故填:先通入一段時間氮氣或稀有氣體,排凈玻璃管內的空氣,然後再點燃酒精燈.
[實驗發現]
(1)如果試管B中的石灰水變渾濁,說明已發生化學反應生成了二氧化碳.
故填:試管B中的石灰水變渾濁.
(2)因為鐵、四氧化三鐵都能夠被磁鐵吸引,所以黑色粉末能被磁鐵吸引,不能證明有鐵生成.
故填:四氧化鐵也能被磁鐵吸引.
(3)為了證明是否有鐵生成,可以取少量黑色粉末於試管中,向其中滴加稀鹽酸,產生氣泡,說明生成了金屬鐵.
故填:取少量黑色粉末於試管中,向其中滴加稀鹽酸,產生氣泡,說明生成了金屬鐵.
鐵和稀鹽酸反應能生成氯化亞鐵和氫氣,一氧化碳和四氧化三鐵在高溫條件下反應能生成鐵和二氧化碳,反應的化學方程式分別為:
Fe+2HCl═FeCl 2 +H 2 ↑、4CO+Fe 3 O 4
高溫
.
3Fe+4CO 2
故填:Fe+2HCl═FeCl 2 +H 2 ↑;4CO+Fe 3 O 4
高溫
.
3Fe+4CO 2
【計算分析】
設樣品中雜質的質量為x.
4CO+Fe 3 O 4
高溫
.
3Fe+4CO 2
232168
12g-x8.8g-x
232
12g-x
=
168
8.8g-x

x=0.4g,
樣品中Fe 3 O 4 的質量分數為:
12g-0.4g
12g
×100%=96.7% ;
答:樣品中四氧化三鐵的質量分數是96.7%.
【實驗反思】
(1)玻璃管A沒有先預熱,停止通一氧化碳後石灰水被吸入玻璃管A中等都可能導致玻璃管破裂.
故填:玻璃管A沒有先預熱,停止通一氧化碳後石灰水被吸入玻璃管A中等.
(2)磁鐵礦、赤鐵礦比褐鐵礦、菱鐵礦、黃鐵礦中的含鐵量高,並且沒有硫污染,所以適宜煉鐵的兩種礦石是磁鐵礦和赤鐵礦.
故填:磁鐵礦和赤鐵礦;含鐵量高,且沒有硫污染.

『拾』 某化學小組在進行模擬煉鐵的實驗時,對產物的成分進行探究.【提出問題】黑色粉末A可能是什麼呢【查閱

【進行猜想】鐵和硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅,但是根據題中信息可以知道加入足量硫酸銅溶液反應後過濾,還有黑色粉末存在,可確定黑色粉末A中不僅僅含有鐵還含有其他黑色固體,根據猜想①和猜想②,即黑色粉末A由鐵粉和四氧化三鐵(Fe3O4)組成和黑色粉末A由鐵粉和氧化亞鐵(FeO)組成可確定猜想③為:黑色粉末A由鐵粉、氧化亞鐵和四氧化三鐵組成;
【實驗探究】四氧化三鐵能被磁鐵吸引,所以不能僅僅根據黑色粉末被吸引而判斷出黑色粉末為鐵粉,故猜想①錯誤,所以若驗證猜想中是否含有四氧化三鐵,應該取適量實驗Ⅰ中被吸引的黑色粉末於試管中,加入足量硫酸銅溶液中,若仍有黑色固體剩餘,則說明黑色粉末中含有四氧化三鐵,結合上述實驗即可證明猜想③是正確的.
【反思評價】四氧化三鐵也能被磁鐵吸引,四氧化三鐵也能和稀鹽酸反應.
故答案為:【進行猜想】黑色粉末A若只有鐵粉,加入足量硫酸銅溶液後會全部發生反應,不會有黑色固體剩餘,而實驗過程中有黑色固體剩餘;Fe+CuSO4═FeSO4+Cu;黑色粉末A由鐵粉、四氧化三鐵、氧化亞鐵組成.
【實驗探究】

實驗 實驗操作 實驗現象 結論
取適量黑色粉末A用磁鐵吸引 黑色粉末部分被吸引 猜想 猜想①不正確
取適量黑色粉末B於試管中,加入足量稀鹽酸 黑色粉末全部溶解 猜想②正確
取適量實驗Ⅰ中被吸引的黑色粉末於試管中,加入足量硫酸銅溶液 仍有黑色固體剩餘 猜想③正確
【反思評價】若含有四氧化三鐵加稀鹽酸也會全部溶解.

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