Question

【題目】鐵是現代化學工業的基礎，人類進步所必不可少的金屬材料。

(1)下圖為鐵元素在元素周期表中的信息，鐵元素的原子序數為_______，亞鐵離子(Fe2＋)的核外電子數為____________。

(2)健康人體內，總量4～5g的鐵元素主要以____________(選填“單質”、“化合物”)形式存在，缺鐵會患上_________(填字母)。

a.骨質疏松 b.甲狀腺疾病 c.貧血癥 d.侏儒癥

【實驗一】興趣小組通過下圖實驗研究鐵的冶煉

(3)試寫出一氧化碳和氧化鐵在高溫下生成鐵的化學反應方程式________________________ ；

(4)實驗一段時間后，觀察到A處B處現象分別是____________；___________，小明將所得的黑色固體物質放入足量的稀硫酸中，發現有少量氣泡。寫出產生氣泡反應的化學方程式___________，說明黑色固體物質___________(填字母)。

a.不含鐵 b.一定全部是鐵 c.含有鐵

【資料1】已知鐵的氧化物均能逐步失去其中的氧，最終被還原為鐵。

【資料2】實驗研究表明：該實驗得到的是四氧化三鐵與鐵粉的混合物

【實驗二】興趣小組用下圖實驗研究實驗一所得黑色粉末中單質鐵的質量分數

【資料3】氫氧化鈉溶液和石灰水類似都可以與二氧化碳反應，且吸收能力比石灰水強

(5)從安全與規范的角度考慮，裝置C后面應連接__________(選填裝置序號D或E)，B裝置的作用是___________。

(6)鐵與四氧化三鐵的混合物10 g充分反應后，玻璃管中剩余固體(單質鐵)的質量為8.4g。請計算10 g黑色粉末中單質鐵的質量分數________ 。

【實驗三】興趣小組為探究生鐵中鐵的含量(生鐵中只考慮鐵，碳)，設計有關方案,取0.58克生鐵放于試管中，實驗中將注射器內76毫升稀硫酸(足量)完全注入試管中。當試管中不再產生氣泡時立刻讀數得到量筒中水的體積為300毫升。已知實驗條件下氫氣的密度為0.09g/L。

(7)計算生鐵中鐵的質量分數為_______?(寫出計算過程，氫氣質量保留兩位小數，結果保留到0.1℅)

(8)上述方法測得的生鐵中鐵的質量分數偏小，可能的原因是_______

A．沒等裝置冷卻就讀數 B．生鐵中含有少量鋅

C．試管中有氫氣沒有排出 D. 將注射器中稀硫酸全部注入試管中后忘掉夾緊彈簧夾

Answer 1

【答案】 26 24 化合物 c 紅棕色固體變黑 澄清石灰水變渾濁 c 【答題空10】E 防止倒吸，安全瓶 42% 96.6% BD

【解析】（1）鐵的原子序數為26；在原子中原子序數=質子數=核外電子數，故鐵原子有26個電子，形成亞鐵離子時失去了2個電子，故亞鐵離子還有24個電子；（2）元素在人體內主要是以化合物的形式存在的，缺鐵易患貧血；（3）一氧化碳還原氧化鐵，主要是利用CO的還原性，在高溫下和氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，反應的化學方程式為；（4）由化學反應的化學方程式可知，紅棕色的氧化鐵被還原成黑色的鐵，同時生成能使澄清石灰水變渾濁的二氧化碳氣體，實驗一段時間后，觀察到A處B處現象分別是紅棕色固體變黑；澄清石灰水變渾濁；鐵能與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，此現象說明黑色固體中含有鐵，但不一定全部是鐵。故化學方程式為： ；（5）氫氧化鈉溶液具有強烈的腐蝕性，且會從C中溢出，從安全與規范的角度考慮，裝置C后面應連接E，B裝置是安全瓶，防止溶液倒吸；（6）設四氧化三鐵的質量為，由四氧化三鐵和一氧化碳反應的化學方程式可知固體減少的質量就是四氧化三鐵中氧元素的質量可知：

減少的質量

232 232-168=64

10g-8.4g=1.6g

=5.8g

則混合物中鐵的質量分數為：

答：10g黑色粉末中單質鐵的質量分數為42%。

(7)生成氫氣的質量為(0.3L0.076L)×0.09g/L=0.02g設鋅的質量為，

562

0.02g

=0.56g

生鐵中鐵的質量分數為；

(8)A、沒等裝置冷卻就讀數，氣體膨脹，氣體的體積較大，測得的鐵的質量分數偏大；B、相同質量鋅和鐵與足量的酸反應，鐵生成的氫氣的質量大，生鐵中含有少量鋅，生成氫氣的質量偏小，測得的鐵的質量分數偏小；C、試管中有氣體沒有排出，排入集氣瓶中，正好等于產生氫氣的體積，對結果沒影響。D、將注射器中稀硫酸全部注入試管中后忘掉夾緊彈簧夾，少量氣體從注射器中逸出，導致壓過去的水的體積減小，使測量到的氫氣體積減小，測得的鐵的質量分數會偏小。故選BD。