Question

【题目】钢铁是重要的金属材料，在工农业生产和生活中应用非常广泛。

I．铁的应用

（1）高科技产品“纳米α-Fe粉”可以用于食品保鲜，称之为“双吸剂”，因为它能吸收空气中的_________。

II．铁的冶炼

工业炼铁的原理是高温下用CO作还原剂，将铁从氧化物中还原出来。请回答下列问题：

（1）写出以赤铁矿为原料，在高温下炼铁的化学方程式：__________________；

（2）高炉炼铁中，焦炭的作用除了可以生成一氧化碳外，还能______________；

Ⅲ．铁的活动性探究

现用一定量的AgNO3和Cu (NO3)2混合溶液，进行了如图所示的实验，并对溶液A和固体B的成分进行了分析和研究．

（提出问题）溶液A中的溶质可能有哪些？

（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

（交流讨论）不合理的猜想是__（填标号），其理由是_______

（实验探究）根据如表中的实验步骤及现象，完成表中的实验结论

实验步骤	现象	实验结论
取少量固体B，滴加 稀盐酸	有气泡产生	溶液A中的溶质成分符合 猜想_____．固体B中的金属成分是________．

Ⅳ．生铁中铁含量的测定

某课外兴趣小组测定生铁（含杂质的铁，杂质既不溶于水也不溶于酸）中铁的质量分数，他们取五份样品，分别加稀硫酸反应．测得部分数据如下，请根据有关信息回答问题．

实验次数	1	2	3	4	5
取样品质量（g）	30.0	30.0	30.0	30.0	30.0
取稀硫酸质量（g）	50.0	100.0	150.0	200.0	250.0
产生气体质量（g）/span>	0.2	a	0.6	0.8	0.9

（1）a的数值为______．

（2）列式计算该样品中单质铁的质量分数______．

（3）第5次实验结束后，所得到溶液中溶质的化学式为_______．

（4）第1次实验结束后，所得到溶液中溶质质量分数______？列式计算写过程。

Answer 1

【答案】水、氧气 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 提供热量 ③ 因为Ag的金属活动性最弱，Fe先置换Ag，后置换Cu ① Ag、Cu、Fe 0.4 84% FeSO4、H2SO4 27.4%

【解析】

I．（1）“纳米α-Fe粉”，称之为“双吸剂”，因为它能吸收空气中的氧气、水。

II．（1）以赤铁矿为原料，在高温下炼铁的化学方程式是Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

（2）炼铁时需要高温，焦炭与氧气反应生成二氧化碳，同时放出大量的热，可供给炼铁使用，炼铁时还需要一氧化碳作还原剂，二氧化碳与过量的焦炭反应可生成一氧化碳。

Ⅲ．交流讨论：金属活动性顺序中，排在前面的金属能将排在后面的金属从其化合物的水溶液中置换出来，金属活动性差距大的，反应先发生，将Fe 粉加入AgNO3和Cu (NO3)2混合溶液中，Fe 粉先与AgNO3溶液反应，Fe+2AgNO3==2Ag+ Fe(NO3)2，待AgNO3溶液反应完以后，Fe 粉再与Cu (NO3)2溶液反应，Fe+Cu(NO3)2== Fe(NO3)2 +Cu。①溶质一定有生成的Fe(NO3)2，如果Fe 粉过量，溶质只有Fe(NO3)2，此猜想合理；②如果Fe 粉将AgNO3溶液反应完以后，又与部分Cu (NO3)2溶液反应，则溶质有Fe (NO3)2、Cu (NO3)2，此猜想合理；③ 因为Fe粉先与AgNO3溶液反应，溶质中有AgNO3，则Fe 粉就没有与Cu (NO3)2溶液反应，溶质中就一定有Cu (NO3)2，此猜想不合理；④ 如果Fe 粉的量少，只与部分AgNO3溶液反应，则溶质有生成的Fe (NO3)2、没有反应的AgNO3和Cu (NO3)2，此猜想合理。所以不合理的猜想是③。

实验探究：取少量固体B，滴加稀盐酸有气泡产生，则固体B中含有铁粉，即铁粉过量，则 溶液A中的溶质只有 Fe(NO3)2，溶液A中的溶质成分符合猜想①，固体B中含有剩余的 Fe、生成的Ag、Cu。

Ⅳ．（1）第一次试验加入50g稀硫酸产生0.2g氢气，第三次实验加入150g稀硫酸产生0.6g氢气，所以第二次实验加入100g稀硫酸产生0.4g氢气，故a=0.4g。

（2）根据实验数据可知，该样品与足量稀硫酸反应生成0.9g氢气，设30g样品中铁的质量是x。

= ，解得x=25.2g

该样品中单质铁的质量分数为：×100%=84%

（3）根据实验数据可知，第5次实验中稀硫酸有剩余，所以反应结束后，所得到溶液中溶质有生成的FeSO4、剩余的H2SO4

（4）第1次实验，稀硫酸完全参加了反应，生成了0.2g氢气，设该反应中参加反应的铁的质量是x，生成硫酸亚铁的质量是y。

=，解得x=5.6g =，解得y=15.2g

反应后所得溶液的质量为：5.6g+50g-0.2g=55.4g

所得到溶液中溶质质量分数为：×100%=27.4%