题目
题型:不详难度:来源:
(Ⅰ)右图是教材中炼铁高炉及炉内化学变化过程示意图,若右图中采用的铁矿石的主要成分为氧化铁,请写出B区和C区所发生主要反应的化学方程式:
(1) B区 (2) C区 、 。
(Ⅱ)竖炉炼铁也是一种重要的炼铁方法,其工艺流程如下图所示。
(3)该工艺流程中,甲烷的作用是 、 ,冶炼出的铁水属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(4)该工艺流程中,可循环利用的物质是 。
(Ⅲ)金属在活动性顺序里的位置越后,其化合物越不稳定,所以它的氧化物越容易被还原。
(5)请在下列①②中各写一个化学方程式,③中写出还原金属氧化物的方法。
(Ⅳ)某兴趣小组同学利用下图装置进行相关实验,测定样品的组成:
(6)若样品由氧化铁、氧化亚铁和四氧化三铁中的一种或几种组成,待充分反应后,实验数据记录如下:
样品质量 | 装置A中玻璃管和固体的总质量 | 装置B的质量 |
2.32 g | 反应前55.72 g | 反应前 281.00 g |
反应后55.08 g | 反应后 281.56 g |
①兴趣小组同学经过讨论后认为应选用样品质量和装置A中玻璃管和固体的总质量的变化来计算,而不选用装置B的质量的变化来计算,理由是 。
②该样品所有可能的组成是 。
答案
(2) C + O2点燃 CO2 2C + CO2 高温2CO
(II)(3)燃烧产生热量、做生产合成气的原料 混合物
(4)CO2和H2O(高温尾气)
(III)(5) 2HgO2Hg+O2↑ C + 2CuO 高温 2Cu+ CO2↑
用金属还原金属氧化物
(Ⅳ)(6) 装置B不能将反应产生的CO2全部吸收
Fe3O4;Fe2O3、FeO;Fe3O4、Fe2O3、FeO
解析
试题分析:(I)根据炼铁高炉的示意图可知,
(1)B区主要是生成铁的反应,所以反应的化学方程式为3CO+Fe2O3高温 2Fe+3CO2;
(2) C区主要是产生一氧化碳的反应,共发生了两个反应,所以反应的化学方程式为C + O2点燃 CO2 ,2C + CO2 高温2CO。
(II)(3)根据竖炉炼铁的流程图可知,甲烷和氧气混合气体进入燃烧室,可燃烧为炼铁提供热量;另外,还有一部分甲烷进入催化反应室,和二氧化碳、水等反应,可制得合成气(CO和H2)。由于在炼铁的过程中不可避免的会引入一些杂质,所以冶炼出的铁水属于混合物。
(4)根据高温尾气的成分为二氧化碳和水,它们进入催化反应室中可以得到合成气体(一氧化碳和氢气),而合成气体进入还原反应室,与氧化铁反应,又生成了二氧化碳和水,所以可以判断在该过程中能够被循环利用的物质为二氧化碳和水。
(III)(5) ①在初中化学中学过的能受热分解的金属氧化物只有氧化汞,氧化汞受热分解生成汞和氧气,故反应的化学方程式为2HgO2Hg+O2↑;
②金属氧化物有很多,最常见的为氧化铜,木炭在高温条件下还原氧化铜可以生成金属铜和二氧化碳气体,故反应的化学方程式为C + 2CuO 高温 2Cu+ CO2↑;
③根据化学反应的方程式可知,反应物和生成物都是一种金属单质和一种金属氧化物,因此可归纳其反应规律为:用金属还原金属氧化物。
(Ⅳ)(6)①由于装置B中盛有的是澄清石灰水即氢氧化钙溶液,而氢氧化钙是微溶于水的物质,故澄清石灰水中的氢氧化钙含量很少,不能将反应产生的CO2全部吸收,所以不选用装置B的质量变化来计算;
②根据还原反应的原理可知,在金属氧化物与CO的反应过程中,金属氧化物的氧会被夺去,故固体物质总质量会变小,而变小的质量即为金属氧化物中氧元素的质量,结合表格数据可知,氧元素的质量=55.72g-55.08g=0.64g,则混合物中氧元素的质量分数=×100%=27.6%,而Fe3O4中氧元素的质量分数=×100%=27.6%,Fe2O3中氧元素的质量分数=×100%=30%,FeO中氧元素的质量分数=×100%=22.2%;故该样品所有可能的组成是Fe3O4;Fe2O3、FeO;Fe3O4、Fe2O3、FeO。
点评:本题考查的知识点较多,主要考查了铁的冶炼的有关知识,熟练掌握相关化学知识和实验的原理、现象和注意事项等是解答本题的关键。
核心考点
试题【铁的冶炼是钢铁工业的基础。(Ⅰ)右图是教材中炼铁高炉及炉内化学变化过程示意图,若右图中采用的铁矿石的主要成分为氧化铁,请写出B区和C区所发生主要反应的化学方程式】;主要考察你对实验室制取气体的思路等知识点的理解。[详细]
举一反三
【提出问题】暗红色的固体是什么?如何选择合适的反应装置,使木炭还原氧化铜的实验现象更明显?
【猜想与假设】
(1)同学们认为这种暗红色固体可能是一种氧化物,并猜测它的化学式可能为 。
(2)同学们还认为,通过改变反应装置,可以使该实验现象更加明显,减少出现暗红色固体的情况.
【分析与交流】
(1)甲装置中酒精灯火焰处加有铁丝网罩,其作用是 。
(2)该实验时应注意不能把石灰水变浑浊作为木炭跟氧化铜反应的充分证据,因为试管中还可能发生反应 (写化学方程式)。
【实验与结论】
稳定的高温是本实验成功的关键因素之一,实验装置也会影响加热的效率。同学们决定用乙装置替代甲装置进行实验,他们在检验了乙装置的 后,往试管中加入已干燥的药品并开始加热。待反应结束,先将导气管从石灰水中取出,然后用弹簧夹夹紧胶皮管,让产物自然冷却。若不用弹簧夹夹紧胶皮管,可能出现的后果是 ,待产物冷却后,同学们终于观察到了期待已久的紫红色铜,实验获得了圆满成功.
【活动与探究一】探究水的组成
如图是电解水的实验装置。通过该实验的现象分析,我们可以得出:水是由氢元素和氧元素组成的,得出该结论的理论依据是化学反应前后 。写出电解水的化学方程式: 。
【活动与探究二】探究二氧化碳的化学性质
小帅同学将二氧化碳气体直接通入装有紫色石蕊溶液的试管中,观察到 现象,小帅得出“二氧化碳和水发生了化学反应”。
小美同学认真思考后认为:小帅的实验不完善,不能证明二氧化碳和水确实发生了反应。为完善小帅的实验方案,我补充的实验是 ,现象是 。
【活动与探究三】探究草酸分解的产物组成
已知草酸(C2H2O4)在受热和浓硫酸作催化剂的条件下分解生成三种常见的氧化物。小军、小梅、小明和小虎组成的合作学习小组通过实验对分解的产物展开了探究。
⑴ 小军首先根据题给信息,推测出生成物中含有水。这一观点得到了组内其他同学的认同。
⑵ 合作学习小组对分解生成的其它产物进一步进行猜测和验证:
【假设1】生成物中有二氧化碳
小梅设计实验1:将生成的气体通入澄清的石灰水,实验现象是 ,小梅据此判断生成物中含有二氧化碳。
【假设2】生成物中有一氧化碳
小明设计实验2:小明用右图装置进行实验,从而证明生成物中含有一氧化碳。
根据小明的实验,请回答:A装置中的实验现象是 。A装置中发生反应的化学方程式是 。
⑶ 讨论交流:小虎认为,小明设计的“实验2”不需要B装置也能够推断出生成物中含有一氧化碳,你是否支持小虎的观点? (填“支持”或“不支持”),请说出你的理由: 。该合作学习小组讨论后认为,从环保的角度看,“实验2”装置还有一个缺陷。该缺陷是: 。
⑷ 写出草酸在受热和浓硫酸作催化剂的条件下发生分解的化学方程式:
(1)请完成下列实验报告
实验 | 现象 | 文字表达式 |
铁丝在氧气中燃烧 | | |
瓶底放少量细沙和水的原因是: |
实验步骤 | 实现现象 | 结论 |
①点燃蜡烛。 ② | 现象: | 证明蜡烛在空气中燃烧后的产物中有 |
③将内壁蘸有 的烧杯罩在火焰上方 | 现象: | 证明蜡烛在空气中燃烧后的产物有二氧化碳 |
小明刚学完氧气的实验室制法,于是他想可否用过氧化钙制取氧气。
【提出问题】过氧化钙可否用于制取氧气?
【查阅资料】部分内容如下:过氧化钙(CaO2)室温下稳定,在300℃时分解生成氧气,主要用途可做增氧剂、杀菌剂等。
【猜想与验证】
(1)小明依据资料显示:加热过氧化钙可制取氧气。
实验装置 | 实验主要过程 |
①检查装置气密性。操作如下:先将导管伸入液面下,用手紧握试管,观察到________,松开手后,导管口有液面上升。 ②加入过氧化钙,加热,当 ,开始收集氧气。 ③收集满一瓶气体,并将集气瓶 (填“正放”或“倒放”)在桌上。 ④停止加热。熄灭酒精灯前,应______________。 ⑤检验气体。方法是________________________。 |
(2)小明联想到农民用过氧化钙增加鱼池中的含氧量,提出猜想Ⅱ.
猜想Ⅱ:过氧化钙与水反应可制取氧气。
实验装置 | 实验主要过程 |
①检查装置气密性。 ②加入过氧化钙和水后,有少量细小气泡缓慢放出。 ③在导管口几乎收集不到气体。 该装置放置到第二天,集气瓶中只收集到极少量气体,振荡试管后仍有少量细小气泡缓慢放出。 |
分析与反思:
虽然没有快速收集到大量氧气,但由此实验现象,小明推导出农民用过氧化钙做增氧剂的主要原因是 。
(3)小明希望对此实验进行改进,使该反应加快,你能帮他提出建议吗?
你的合理建议: 。
这些建议是否可行,还需进一步通过实验验证。
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