Question

已知某金屬X有下列相關信息：①它的主要礦物的化學成分是X₂O₃；②它主要通過熱還原法冶煉而成；③它的年產量位于金屬之首．
（1）據此推斷X是________（填選項字母）．
A．鈦B．鐵C．鋁D．銅
（2）在高爐中用含X₂O₃的礦物冶煉該金屬的原理是________（用化學方程式表示）．
（3）同學們設計了如下實驗方案測定該礦物中X₂O₃的質量分數（裝置氣密性良好；礦物中的雜質不參加反應；假設礦物樣品中的X₂O₃完全反應）：
①取礦物樣品并稱量該樣品的質量；
②測出反應前廣口瓶和瓶內物質總質量；
③測出反應后廣口瓶和瓶內物質總質量；
④計算得出礦物樣品中x₂O₃的質量分數．你認為，該實驗方案________（填“一定”或“不一定”）能準確測出礦物中X₂O₃的質量分數，理由是________．不改變裝置和藥品，你還可以通過測定哪些數據，再通過計算得出礦物中X₂O₃的質量分數：________．
從環保角度看，該裝置的不足之處是________．

Answer 1

解：（1）根據該金屬年產量位于金屬之首，可以確定該金屬是鐵，所以本題答案為：B；
（2）高爐煉鐵中發生的反應是一氧化碳還原氧化鐵，此反應生成鐵和二氧化碳，所以本題答案為：Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂；
（3）石灰水是氫氧化鈣的水溶液，氫氧化鈣是微溶于水的物質，故所含的溶質少，不一定能將生成的二氧化碳全部吸收，而且從裝置可以看出，石灰水直接與空氣接觸，可能吸收空氣中的二氧化碳，所以不一定能準確測出礦物中X₂O₃的質量分數，還可以設計實驗通過測定反應前后固體物質的質量差進行計算，由于一氧化碳有毒，必須進行尾氣處理，所以本題答案為：不一定，生成的二氧化碳氣體不一定被石灰水完全吸收（或石灰水可能吸收空氣中的二氧化碳），分別測出反應前玻璃管和礦物樣品的總質量、反應后玻璃管和剩余固體總質量（或測出反應后玻璃管內剩余固體的質量），無尾氣處理裝置．
分析：（1）年產量位于金屬之首的是金屬鐵；
（2）高爐煉鐵中發生的反應是一氧化碳還原氧化鐵；
（3）要測定礦物中X₂O₃的質量分數，可以根據生成的二氧化碳的質量或是反應前后固體物質的質量差來進行計算．
點評：本題考查的是金屬鐵的冶煉，可以依據課本已有知識作出回答，在涉及到礦物中氧化鐵的含量測定時，必須注意測量結果的準確性，排除干擾因素．