Question

鋼鐵工業是國家工業的基礎．
（1）如圖1是教材中煉鐵高爐及爐內化學變化過程示意圖，根據圖示回答下列問題．
若圖中采用的鐵礦石的主要成分為氧化鐵，請寫出A區和B區所發生主要反應的化學方程式：
A區　                  　．
B區　                    　．
（2）某興趣小組在實驗室中模擬煉鐵化學原理的實驗，對固體產物成分等進行探究．

【設計實驗】
用一氧化碳還原純凈的氧化鐵粉末，實驗裝置如圖2．
【進行實驗】
該小組按上述實驗設計，在一定溫度下進行了實驗，測得下列數據：
①反應前玻璃管和內盛氧化鐵粉末的總質量66.0g（玻璃管的質量為60.0g）
②反應后玻璃管和內盛黑色固體的總質量65.8g（冷卻到室溫稱量）
【分析與討論】
本實驗中，玻璃管內固體粉末由紅色全部變為黑色．小明同學認為該黑色固體全部是鐵，但小華同學提出了質疑，于是大家
提出查閱資料．
【查閱資料】
①一氧化碳還原氧化鐵的固體產物的成分與反應溫度、反應時間等因素有關．
②一氧化碳還原氧化鐵的實驗過程中固體產物可能有四氧化三鐵、氧化亞鐵、鐵．
③

物質 性質	四氧化三鐵	氧化亞鐵	氧化鐵	鐵粉
顏色	黑色	黑色	紅色	黑色
能否被磁鐵吸引	能	不能	不能	能

【實驗與猜想】①該小組同學將反應后的黑色固體研磨后，再用磁鐵吸引，發現黑色固體粉末全部能被吸引，則該黑色固體粉末中不可能含有氧化鐵和　   　。
②進行猜想：黑色固體粉末可能
a．全部為鐵     b．　   　      c．　  　
【得出結論】
通過實驗中獲得的數據進行計算，得出黑色固體粉末為（寫名稱）　       　。
【反思與評價】
①一氧化碳還原氧化鐵的實驗中，若要得到鐵可適當提高反應溫度和延長反應時間．
②實驗裝置圖中采用虛線框內的裝置，其作用有　   　。
A．收集一氧化碳     B．吸收二氧化碳     C．檢驗二氧化碳．

Answer 1

（1）A、Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂；B、C+O₂CO₂，CO₂+C2CO；
（2）【實驗與猜想】①氧化亞鐵；②全部是四氧化三鐵；鐵與四氧化三鐵的混合物；
【得出結論】鐵與四氧化三鐵的混合物；
【反思與評價】A、B；

（1）依據A區主要是生成鐵的反應，所以方程式為：Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂；而B區主要是產生一氧化碳共發生了兩個反應，方程式為：C+O₂CO₂，CO₂+C2CO；
（2）【實驗與猜想】
①依據表中信息可知不能被磁鐵吸引的物質是氧化鐵和氧化亞鐵，固體全部能被吸引，說明固體中一定不含有這兩者；
②由于鐵與四氧化三鐵均能被磁鐵吸引，所以可對黑色固體的成分可能是：全部是鐵；全部是四氧化三鐵；兩者的混合物；
【得出結論】依據實驗測得的數據可知氧化鐵的質量是：66g﹣60g=6g，這些氧化鐵中含有的氧元素質量是：6g××100%=1.8g，由于反應前后固體的質量差即為氧化鐵失掉的氧的質量，所以可知反應前后失掉的氧的質量是：66g﹣65.2g=0.8g，所以該固體不可能全是鐵，固體中還有1g氧元素沒有失掉，假設全是四氧化三鐵則其含有的氧元素質量是：5.2g××100%≈1.43g，故不可能全部是四氧化三鐵，所以該固體粉末是鐵與四氧化三鐵的混合物；
【反思與評價】因為二氧化碳和氫氧化鈉溶液能反應且無現象，一氧化碳不能與氫氧化鈉反應；
A、由于一氧化碳不能與氫氧化鈉反應，結合裝置的特點可知該裝置能收集一氧化碳，同時排出氫氧化鈉溶液； B、二氧化碳和氫氧化鈉溶液能反應，所以可以用來吸收二氧化碳； C、由于二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應時沒有明顯的現象產生，所以不能用它來檢驗二氧化碳的存在。