Question

【題目】鋼鐵是重要的金屬材料，在工農業生產和生活中應用非常廣泛。

I．鐵的應用

（1）高科技產品“納米α-Fe粉”可以用于食品保鮮，稱之為“雙吸劑”，因為它能吸收空氣中的_________。

II．鐵的冶煉

工業煉鐵的原理是高溫下用CO作還原劑，將鐵從氧化物中還原出來。請回答下列問題：

（1）寫出以赤鐵礦為原料，在高溫下煉鐵的化學方程式：__________________；

（2）高爐煉鐵中，焦炭的作用除了可以生成一氧化碳外，還能______________；

Ⅲ．鐵的活動性探究

現用一定量的AgNO3和Cu (NO3)2混合溶液，進行了如圖所示的實驗，并對溶液A和固體B的成分進行了分析和研究．

（提出問題）溶液A中的溶質可能有哪些？

（作出猜想）

①只有Fe(NO3)2

②有Fe (NO3)2、Cu (NO3)2

③ 有Fe (NO3)2、AgNO3

④ 有Fe (NO3)2、Cu (NO3)2、AgNO3

（交流討論）不合理的猜想是__（填標號），其理由是_______

（實驗探究）根據如表中的實驗步驟及現象，完成表中的實驗結論

實驗步驟	現象	實驗結論
取少量固體B，滴加 稀鹽酸	有氣泡產生	溶液A中的溶質成分符合 猜想_____．固體B中的金屬成分是________．

Ⅳ．生鐵中鐵含量的測定

某課外興趣小組測定生鐵（含雜質的鐵，雜質既不溶于水也不溶于酸）中鐵的質量分數，他們取五份樣品，分別加稀硫酸反應．測得部分數據如下，請根據有關信息回答問題．

實驗次數	1	2	3	4	5
取樣品質量（g）	30.0	30.0	30.0	30.0	30.0
取稀硫酸質量（g）	50.0	100.0	150.0	200.0	250.0
產生氣體質量（g）/span>	0.2	a	0.6	0.8	0.9

（1）a的數值為______．

（2）列式計算該樣品中單質鐵的質量分數______．

（3）第5次實驗結束后，所得到溶液中溶質的化學式為_______．

（4）第1次實驗結束后，所得到溶液中溶質質量分數______？列式計算寫過程。

Answer 1

【答案】水、氧氣 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 提供熱量 ③ 因為Ag的金屬活動性最弱，Fe先置換Ag，后置換Cu ① Ag、Cu、Fe 0.4 84% FeSO4、H2SO4 27.4%

【解析】

I．（1）“納米α-Fe粉”，稱之為“雙吸劑”，因為它能吸收空氣中的氧氣、水。

II．（1）以赤鐵礦為原料，在高溫下煉鐵的化學方程式是Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

（2）煉鐵時需要高溫，焦炭與氧氣反應生成二氧化碳，同時放出大量的熱，可供給煉鐵使用，煉鐵時還需要一氧化碳作還原劑，二氧化碳與過量的焦炭反應可生成一氧化碳。

Ⅲ．交流討論：金屬活動性順序中，排在前面的金屬能將排在后面的金屬從其化合物的水溶液中置換出來，金屬活動性差距大的，反應先發生，將Fe 粉加入AgNO3和Cu (NO3)2混合溶液中，Fe 粉先與AgNO3溶液反應，Fe+2AgNO3==2Ag+ Fe(NO3)2，待AgNO3溶液反應完以后，Fe 粉再與Cu (NO3)2溶液反應，Fe+Cu(NO3)2== Fe(NO3)2 +Cu。①溶質一定有生成的Fe(NO3)2，如果Fe 粉過量，溶質只有Fe(NO3)2，此猜想合理；②如果Fe 粉將AgNO3溶液反應完以后，又與部分Cu (NO3)2溶液反應，則溶質有Fe (NO3)2、Cu (NO3)2，此猜想合理；③ 因為Fe粉先與AgNO3溶液反應，溶質中有AgNO3，則Fe 粉就沒有與Cu (NO3)2溶液反應，溶質中就一定有Cu (NO3)2，此猜想不合理；④ 如果Fe 粉的量少，只與部分AgNO3溶液反應，則溶質有生成的Fe (NO3)2、沒有反應的AgNO3和Cu (NO3)2，此猜想合理。所以不合理的猜想是③。

實驗探究：取少量固體B，滴加稀鹽酸有氣泡產生，則固體B中含有鐵粉，即鐵粉過量，則 溶液A中的溶質只有 Fe(NO3)2，溶液A中的溶質成分符合猜想①，固體B中含有剩余的 Fe、生成的Ag、Cu。

Ⅳ．（1）第一次試驗加入50g稀硫酸產生0.2g氫氣，第三次實驗加入150g稀硫酸產生0.6g氫氣，所以第二次實驗加入100g稀硫酸產生0.4g氫氣，故a=0.4g。

（2）根據實驗數據可知，該樣品與足量稀硫酸反應生成0.9g氫氣，設30g樣品中鐵的質量是x。

= ，解得x=25.2g

該樣品中單質鐵的質量分數為：×100%=84%

（3）根據實驗數據可知，第5次實驗中稀硫酸有剩余，所以反應結束后，所得到溶液中溶質有生成的FeSO4、剩余的H2SO4

（4）第1次實驗，稀硫酸完全參加了反應，生成了0.2g氫氣，設該反應中參加反應的鐵的質量是x，生成硫酸亞鐵的質量是y。

=，解得x=5.6g =，解得y=15.2g

反應后所得溶液的質量為：5.6g+50g-0.2g=55.4g

所得到溶液中溶質質量分數為：×100%=27.4%