Question

【题目】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，实验装置如下图。

【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65.8g（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。小明同学认为该黑色固体全部是铁，但小华同学提出了质疑，于是大家提出查阅资料。
【查阅资料】
① C O还原Fe2O3的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关
② CO还原Fe2O3的实验过程中固体产物可能有Fe3 O4、FeO、Fe
③ NaOH溶液与石灰水相似，能吸收CO2 ， 但不变浑浊
④

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 和
（2）进行猜想：黑色固体粉末可能a.全部为铁粉；b.；c.
（3）【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）。
（4）【反思与评价】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。
实验装置图中采用虚线框内的装置，其作用有。
A.收集CO
B.吸收CO2
C.检验CO2
（5）【实践应用】小明和他的同学想测定某赤铁矿石中Fe2O3的质量分数。用CO与10g赤铁矿石样品充分反应（杂质不参与反应），并将生成的气体用足量的NaOH溶液完全吸收，该溶液总质量与反应时间的变化关系如下图。
上述反应产生CO2的质量为g；
（6）计算该赤铁矿石中氧化铁的质量分数。（需要有计算过程）

Answer 1

【答案】
（1）氧化铁,氧化亚铁
（2）全部为四氧化三铁,铁粉与四氧化三铁的混合物（前后可颠倒）
（3）四氧化三铁
（4）A,B
（5）6.6
（6）解：设氧化铁的质量为x

Fe2O3+3CO=2Fe+	3CO2
160	132
x	6.6g

x=8g

Fe2O3%=（8g/10g）×100%=80%

答：赤铁矿中氧化铁的质量分数为80%。

【解析】（1）因氧化铁为红色，氧化亚铁不能被磁铁吸引，而黑色固体粉末能全部被磁铁吸引，所以不可能含有氧化铁和氧化亚铁；（2）由颜色和能被磁铁吸引可知，黑色粉末可能是铁，可能是四氧化三铁，也可能是铁和四氧化三铁的混合物；（3）反应前固体质量为66.0g-60.0g=6g，反应后固体质量为65.8g-60.0g=5.8g，反应过程中减少了0.2g，减少的质量即为失去的氧元素的质量，而氧化铁中氧元素质量为=1.8g，则说明黑色固体有仍含有氧元素1.6g，即铁与氧元素质量比为（6g-1.8g）:1.6g=21:8，由此证明黑色固体为四氧化三铁；（4）二氧化碳能与氢氧化钠反应，但不有明显现象，所以常用于吸收二氧化碳气体，一氧化碳有毒，故不能排放到空气中，所以可收集或点燃进行处理；
【考点精析】通过灵活运用根据化学反应方程式的计算，掌握各物质间质量比=系数×相对分子质量之比即可以解答此题．