Question

【題目】我國鋼鐵年產量居世界第一，為國民經濟的發展奠定了堅實的基礎。

（一）工業煉鐵

工業上以空氣、鐵礦石、石灰石和_____（寫名稱）為原料來冶煉生鐵。石灰石的作用是_____，鐵礦石冶煉成鐵是一個復雜的過程，某煉鐵廠用赤鐵礦來煉鐵，其煉鐵的主要原理是_____（用化學方程式表示）。

（二）鐵生銹探究

已知某鐵銹的成分為 Fe2O3xH2O和FeCO3，某興趣小組的同學在老師指導下測定其組成。

（提出問題1）鐵銹的成分是什么？

根據鐵銹的成分推測，反應物除了空氣中的氧氣和水蒸氣之外，還有_____參加了反應。

（提出問題2）如何確定此鐵銹的組成？

（查閱資料）

①Fe2O3xH2O失去結晶水溫度為110℃，FeCO3在282℃分解為FeO和CO2，Fe2O3在 300℃時不分解。

②本實驗條件下，二氧化碳氣體的密度為1.80g/L，裝置內空氣中的水蒸氣和二氧化碳對相關數據測定的影響可忽略不計。

（設計方案）興趣小組的同學設計了如圖所示的實驗裝置（夾持儀器省略）進行實驗。

（B裝置中藥品足量）

（實驗步驟）

①連接儀器，并_____。

②取一定量此鐵銹樣品，準確稱得其質量為 5.44g。

③按圖所示裝入藥品，測量并記錄相關數據I。

④連接 A、B、C 裝置，關閉裝置A中活塞，C裝置讀數后，控制A裝置在300℃進行實驗。當觀察到C裝置中有_____現象時，停止加熱，待裝置冷卻后，再次測量并記錄相關數據Ⅱ。

（相關數據）

	Ⅰ	Ⅱ
A 裝置的質量/g	55.44	53.92
B 裝置的質量/g	102.00	103.08
C 裝置讀數/mL	0	244.4

（問題討論）

（1）裝置B中濃硫酸的作用是_____。

（2）量氣管中水面上放油的目的是_____。

（3）分析計算測量的數據，求FeCO3的質量（寫出計算過程）。_________

（4）下列數據組合能確定Fe2O3xH2O中x的是_____（填序號）。

①A、B 裝置反應前后測得的數據

②A、C 裝置反應前后測得的數據

③B、C 裝置反應前后測得的數據

（拓展）請你列舉一條生活中防止菜刀生銹的措施_____。

Answer 1

【答案】焦炭 將礦石中的二氧化硅轉變為爐渣 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 二氧化碳 檢查裝置氣密性 量氣管內液面不再下降 除去氣體中的水蒸氣 防止二氧化碳溶于水 1.16g ①②③ 保持菜刀的清潔與干燥（或涂抹一層植物油）

【解析】

（一）工業上以空氣、鐵礦石、石灰石和焦炭為原料來冶煉生鐵。石灰石的作用是將礦石中的二氧化硅轉變為爐渣，鐵礦石冶煉成鐵是一個復雜的過程，某煉鐵廠用赤鐵礦來煉鐵，其煉鐵的主要原理是在高溫的條件下，一氧化碳與氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳；故填：焦炭；將礦石中的二氧化硅轉變為爐渣；3CO+Fe2O32Fe+3CO2；

（二）[提出問題1]根據鐵生銹的成分推測，參加反應的除了空氣中的氧氣和水蒸氣之外，還有二氧化碳參加了反應；故填：二氧化碳；

[實驗步驟]

①連接儀器，并檢查裝置氣密性。故填：檢查裝置氣密性；

②取一定量此鐵銹樣品，準確稱得其質量為 5.44g。

③按圖所示裝入藥品，測量并記錄相關數據I。

④連接 A、B、C 裝置，關閉裝置A中活塞，C裝置讀數后，控制A裝置在300℃進行實驗。當觀察到C裝置中有量氣管內液面不再下降現象時，停止加熱，待裝置冷卻后，再次測量并記錄相關數據II．故填：量氣管內液面不再下降；

[問題討論]（1）濃硫酸具有吸水性，所以裝置B中濃硫酸的作用是除去氣體中的水蒸氣；故填：除去氣體中的水蒸氣；

（2）量氣管用來測量二氧化碳的體積，因此要加入植物油防止二氧化碳溶于水；故填：防止二氧化碳溶于水；

（3）生成二氧化碳的體積為244.4mL＝0.244L，其質量為：1.80g/L×0.244L≈0.44g

設FeCO3的質量為x，則：

x＝1.16g

答：FeCO3的質量為1.16g；

（4）下列數據組合能確定樣品組成的是：①A、B 裝置反應前后測得的數據；②A、C 裝置反應前后測得的數據；③B、C 裝置反應前后測得的數據；故填：①②③；

[拓展]保持菜刀的清潔與干燥（或涂抹一層植物油）可以防止生銹。故填：保持菜刀的清潔與干燥（或涂抹一層植物油）。