Question

【題目】某化學實驗小組模擬高爐煉鐵的化學反應原理進行了實驗，其裝置如下圖所示，請回答下列問題：

（1）A處的實驗現象是 ；B處實驗現象為 ；C處酒精燈的作用是 。
（2）按此原理煉鐵，如生產20 t含雜質5 %的生鐵，理論上需要含70 %的Fe2O3的赤鐵礦 t。（保留一位小數）

Answer 1

【答案】紅色變為黑色；澄清石灰水會變渾濁；燃燒未反應的一氧化碳，防止CO擴散到空氣中；38.8
【解析】（1）由于通入的CO具有還原性，在高溫下能夠把紅色的氧化鐵還原為黑色的鐵，同時生成二氧化碳氣體，故可見玻璃管A中的現象是紅色固體變為黑色，而B處的澄清石灰水會變渾濁；由于反應中會有未反應的一氧化碳從C處逸出，故要在C處放置一盞燃燒的酒精燈，可以將未反應的一氧化碳燃燒掉，從而防止CO擴散到空氣中。
（2）可先根據生鐵的質量和雜質的含量5%，求出生成的純鐵的質量=20t×（1-5%）=19t；再利用化學方程式中鐵與氧化鐵的質量比，可求出氧化鐵的質量，最后除以赤鐵礦中氧化鐵的質量分數，即可求出赤鐵礦的質量。
設需要氧化鐵的質量為x
3CO+Fe2O33CO2+2Fe
160 112
X 19t

解得，x=27.14t
則赤鐵礦的質量=27.14t÷70%=38.8t
答：理論上需要含70 %的Fe2O3的赤鐵礦38.8t。
【考點精析】根據題目的已知條件，利用鐵的冶煉的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握鐵冶煉的原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣；常見的鐵礦石有磁鐵礦（主要成分是Fe3O4 ）、赤鐵礦（主要成分是Fe2O3 ）．