Question

【題目】人類的生產和生活都離不開金屬。

Ⅰ.金屬元素在自然界中分布很廣，在地殼中主要以礦物形式存在。下列礦石的主要成分不屬于氧化物的

是 （填序號），孔雀石中銅元素的化合價 ；如將一定量的鐵加入到硫酸銅和硫酸鋅的混合溶液中，充分反應后，濾液中一定含有的溶質是 ，濾渣中一定含有 。

Ⅱ.鐵是應用最廣泛的金屬。

（1）下圖是工業煉鐵示意圖。其中，焦炭的作用是燃燒提供能量和 ；寫出有鐵生成的化學方程式為 。

（2）某興趣小組在實驗室中模擬煉鐵的化學原理，用一氧化碳還原純凈的氧化鐵粉末，實驗裝置如圖。

①實驗中玻璃管里固體粉末的顏色變化是 ，澄清的石灰水中發生反應的化學方程式是 。

②該裝置有何不妥？ 。

（3）該化學興趣小組的同學利用改正后的裝置對一份由鐵粉和氧化鐵組成的混合物進行探究。他們取了7.2g固體樣品放入硬質玻璃管通入足量的CO進行實驗，高溫灼燒至質量不再變化，稱得玻璃管中固體質量為6g，請計算：

①該混合物中鐵元素與氧元素的質量比。（1分）

②該混合物中鐵粉的質量分數。（結果保留一位小數）（2分）

Answer 1

【答案】Ⅰ.B；+2；硫酸亞鐵和硫酸鋅；銅；

Ⅱ（1）制備一氧化碳；Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；

（2）①紅色固體變成黑色；CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；

②沒有尾氣處理裝置；

（3）①6:1；②44.4 %。

【解析】

試題分析：Ⅰ.由礦石的成分可知，孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3，由銅、氧、氫、碳四種元素組成，不屬于氧化物；根據化合物中各元素正負化合價的代數和為0可求出孔雀石中銅元素的化合價為+2價；根據在金屬活動順序表中鐵、銅、鋅三種金屬的活動性順序為鋅＞鐵＞銅，所以向硫酸銅和硫酸鋅的混合溶液中加入一定量的鐵粉，鐵可以硫酸銅溶液反應生成銅和硫酸亞鐵，不能和硫酸鋅發生反應；充分反應后過濾，得到濾渣和濾液，如果鐵粉過量，則濾渣中含有鐵粉和銅粉，如果鐵粉恰好完全反應，則濾渣中只有銅，所以濾渣中一定有銅；無論鐵粉是否過量，濾液中都一定有反應后生成的硫酸亞鐵和不和鐵發生反應的硫酸鋅；故答案為：B；+2；硫酸亞鐵和硫酸鋅；銅；

Ⅱ.（1）根據煉鐵高爐中反應可知，碳首先燃燒生成二氧化碳放出大量的熱量，可為還原鐵礦石提供熱量，反應生成的二氧化碳可以和焦炭反應生成CO，然后一氧化碳再還原鐵礦石。所以，焦炭的作用是燃燒提供能量和制取CO；生成鐵的反應方程式為：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；

（2）①一氧化碳具有還原性，可與紅棕色的氧化鐵反應生成黑色的鐵和二氧化碳；所以，實驗中玻璃管里固體粉末的顏色變化是紅色粉末逐漸變黑；生成的二氧化碳能與氫氧化鈣反應生成了碳酸鈣沉淀和水，反應的方程式是：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；

②由于該反應的尾氣中含有一氧化碳，直接釋放會對空氣造成污染；所以，該裝置的缺陷是：沒有尾氣處理裝置；

（3）①由質量守恒定律可知，玻璃管中固體減少的質量是氧化鐵中氧元素的質量，即7.2g-6g=1.2g，剩余的固體是鐵粉，質量為6g．所以，該混合物中鐵元素與氧元素的質量比是：(6g+1.2g):1.2g=6:1

②氧化鐵的質量為：=4g

該混合物中鐵粉的質量分數是：×100%=44.4%。