钢铁工业是国家工业的基础.
(1)如图1是教材中炼铁高炉及炉内化学变化过程示意图,根据图示回答下列问题.若图中采用的铁矿石的主要成分为氧化铁,请写出A区和B区所发生主要反应的化学方程式:A区
;B区
,
;
焦炭作用是
提供热量
提供热量
、
制取CO、
制取CO、
;
(2)某兴趣小组在实验室中模拟炼铁化学原理的实验,对固体产物成分等进行探究.
[设计实验]用一氧化碳还原纯净的氧化铁粉末,实验装置如图2.
[进行实验]该小组按上述实验设计,在一定温度下进行了实验,测得下列数据:
①反应前玻璃管和内盛氧化铁粉末的总质量66.0g(玻璃管的质量为60.0g)
②反应后玻璃管和内盛黑色固体的总质量64.2g(冷却到室温称量)
[分析与讨论]本实验中,玻璃管内固体粉末由红色全部变为黑色.袁超同学认为该黑色固体全部是铁,但姜宇同学提出了质疑,于是大家提出查阅资料.
[查阅资料]
①一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关.
②一氧化碳还原氧化铁的实验过程中固体产物可能有四氧化三铁、氧化亚铁、铁.
③见右表
物质性质 |
四氧化三铁 |
氧化亚铁 |
氧化铁 |
铁粉 |
颜色 |
黑色 |
黑色 |
红色 |
黑色 |
能否被磁铁吸引 |
能 |
不能 |
不能 |
能 |
[实验与猜想]①该小组同学将反应后的黑色固体研磨后,再用磁铁吸引,发现黑色固体粉末全部能被吸引,则该黑色固体粉末中不可能含有氧化铁和
氧化亚铁
氧化亚铁
.
②进行猜想:黑色固体粉末可能a.全部为铁 b.
全部为四氧化三铁
全部为四氧化三铁
c.
四氧化三铁与铁粉的混合物
四氧化三铁与铁粉的混合物
.
[得出结论]通过实验中获得的数据进行计算,得出黑色固体粉末为(写名称)
铁
铁
.
[反思与评价]①一氧化碳还原氧化铁的实验中,若要得到铁可适当提高反应温度和延长反应时间.
②实验装置图中采用虚线框内的装置,其作用有
A、C
A、C
.
A.收集一氧化碳 B.检验二氧化碳 C.吸收二氧化碳.
③若该小组同学将反应后的黑色固体研磨后,再用磁铁吸引,发现黑色固体粉末全部能被吸引,若它是四氧化三铁、铁混合物,必须具备的条件是:反应后玻璃管和内盛黑色固体的总质量范围(冷却到室温称量)
大于64.2g,小于65.8g
大于64.2g,小于65.8g
.