我国是一个钢铁大国，钢铁产量为世界第一。某化学实验小组的同学用下面的装置在实验室中模拟炼铁...

我国是一个钢铁大国，钢铁产量为世界第一。某化学实验小组的同学用下面的装置在实验室中模拟炼铁。请你和他们一起完成相关探究。

（1）操作顺序是实验成败的关键，对于该实验，应______________________（填“先通入一氧化碳”或“先点燃酒精灯”）。

（2）反应中可观察到粗玻璃管内的固体逐渐由_________色变成__________色，写出该反应的化学方程式____________________。

（3）产物的检验：

①初步检验：甲同学想对反应后的产物进行初步检验，请你帮他想出一个物理方法：____。

②进一步验证：乙同学想用化学方法对产物进一步验证，他将反应后的黑色粉末加入足量的硫酸铜溶液中，发现只有部分变红。请写出生成红色物质的化学方程式：_____。

（4）质疑与探究：

①乙同学对产物的成分产生了质疑，查阅相关资料之后得知，一氧化碳还原氧化铁是一个逐渐的过程。

首先是Fe2O3被还原为Fe3O4：3Fe2O3 + CO　 2Fe3O4 + CO2。

然后是Fe3O4被还原为FeO：____________。

最后是FeO被还原为Fe：FeO + COFe + CO2

②通过以上分析，甲乙两位同学对反应后黑色固体的成分进行了猜想：

已知：FeO、Fe3O4均为黑色，且Fe3O4有磁性。FeO、Fe3O4都不与硫酸铜溶液反应。

猜想一：Fe与Fe3O4；　 猜想二：Fe与FeO；　　 猜想三：Fe与Fe3O4和FeO。

③为了对产物固体的成分进行更客观的分析，甲乙同学将所做实验整理如下：

④实验反思：为了提高铁的产率，应适当________（填“降低”或“提高”）反应温度。

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我国是世界钢铁产量最大的国家，建造航母、修高铁都需要大量钢铁。工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应，某化学兴趣小组利用下图装置进行实验探究，请按要求填空：

⑴A中玻璃管内观察到的现象是______________。

⑵写出CO还原Fe2O3的化学方程式____________；

⑶试验中盛澄清石灰水的试管中可观察到的现象是__；右边导气管放置点燃的酒精灯的目的是___。

⑷图中高炉炼铁时焦炭的作用是①_________；②____________。

⑸高炉炼的铁是生铁，它与钢的区别是___________________。

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某化学兴趣小组同学探究铁的冶炼相关问题，请按要求回答下列问题。

（一）图1是工业炼铁的主要装置，图2是实验室模拟炼铁的装置，

（1）图1设备的名称是　　 　　 　　　 。

（2）工业炼铁在生产过程中需将铁矿石、焦炭、石灰石粉碎，其目的是　　 　　　　 　　　 。加入的焦炭作用除了可以生成一氧化碳外，还能　　　　　 。

（3）写出以赤铁矿为原料在高温下制取铁的化学方程式：　　　　 　　　　 　 。

（二）上图2为实验室模拟工业炼铁装置图：已知B装置中的液体为过量的氢氧化钠与氢氧化钙混合液，氢氧化钠吸收二氧化碳能力比氢氧化钙强。如果实验成功，请回答下列问题：

（1）图中仪器的名称为①　　 　　　　 　　 ②　 　　　　　　　 　　 。

（2）实验过程中的现象：A中　　　 　　 　　 、B中　　　 　　 　　 。

（3）该实验的操作步骤：　　　 　　 　　 。（填序号）

a．点燃A处酒精灯　　 b．通入CO气体　 c．停止通入CO气体　 d．熄灭酒精灯。

（4）兴趣小组同学们采集了用热分析仪记录的CO与Fe2O3进行反应时的有关数据，并得到固体质量与反应温度的关系曲线．已知原固体质量为48.0g，如图所示．

①根据图象分析，写出B点时固体成分的化学式　　 　　 　　 。

②若A点生成物为一成分固定的化合物，请确定其化学式是　　　　 　　 。（写出计算过程）

写出氧化铁生成该物质的化学方程式为　　　 　 　　 。

（5）若某同学实验中，发现过量的混合液溶液增重0.55g。则仪器①中固体减轻的质量为　　 　　 　　 g。

（6）实验装置图中采用虚线框内的装置，其作用有　　　 　　 　　 （填序号字母）．

A．收集一氧化碳　　　 B．吸收二氧化碳　　　 C．检验二氧化碳．

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某化学兴趣小组同学探究铁的冶炼相关问题，请按要求回答下列问题。

（一）图1是工业炼铁的主要装置，图2是实验室模拟炼铁的装置，

图1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 图2

（1）图1设备的名称是　　　 　　　　　 　　 。

（2）工业炼铁在生产过程中需将铁矿石、焦炭、石灰石粉碎，其目的是　 　　　　 　　　　 。加入的焦炭作用除了可以生成一氧化碳外，还能　　　　 　　　　　　 　 。

（3）写出以赤铁矿为原料在高温下制取铁的化学方程式：　　 　　　　　　 　　 。

（二）上图2为实验室模拟工业炼铁装置图：已知B装置中的液体为过量的氢氧化钠与氢氧化钙混合液，氢氧化钠吸收二氧化碳能力比氢氧化钙强。如果实验成功，请回答下列问题：

（1）图中仪器的名称为　　　　 　　　　　　 　 。

（2）实验过程中的现象：A中　　　 　　　　　 　　 、B中　　　　　　 。

（3）该实验的操作步骤：　　　 　　　　 　　 。（填序号）

a．点燃A处酒精灯　　 b．通入CO气体　　 c．停止通入CO气体　　 d．熄灭酒精灯。

（4）兴趣小组同学们采集了用热分析仪记录的CO与Fe2O3进行反应时的有关数据，并得到固体质量与反应温度的关系曲线．已知原固体质量为48.0g，如图所示．

①根据图象分析，写出B点时固体成分的化学式　　　　 　　　　　 　 。

②若A点生成物为一成分固定的化合物，请确定其化学式是　　　　 　　　　　 　 。（写出计算过程）

写出氧化铁生成该物质的化学方程式为　　　　 　　　　　 　　 。

（5）若某同学实验中，发现过量的混合液溶液增重0.55g。则仪器①中固体减轻的质量为　　　 　　 g。

（6）实验装置图中采用虚线框内的装置，其作用有　　 　　　 　　 （填序号字母）。

A．收集一氧化碳　　 B．吸收二氧化碳　　　 C．检验二氧化碳

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某研究性小组在实验室中模拟炼铁化学原理的实验。

I．定性探究

在一定温度下，该小组同学用一氧化碳还原纯净的氧化铁（实验装置如图），从环保角度看，该小组设计的实验装置有不足之处，你认为该如何改进？_____，观察到玻璃管内固体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，于是大家分头查阅资料。

（查阅资料）

（1）一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关。

（2）一氧化碳还原氧化铁的实验过程中固体产物可能有四氧化三铁、氧化亚铁、铁。

（3）

（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，发现黑色固体全部能被吸引，则该黑色固体中不可能含有_____。

（2）进行猜想：黑色固体可能

a．全部为铁　　　　　 b．_____　　　　 c．_____

Ⅱ.定量探究

取上述研磨后的黑色固体20g，设计如下实验：

（1）小明同学的猜想_____（填“是”或“否”）成立。

（2）通过计算，确定20g黑色固体的成分及质量_____（请写出计算过程）。

（继续实验）

若要从以上探究所得FeSO4、CuSO4的混合溶液中回收铜和硫酸亚铁晶体，可设计如下实验方案：

（1）步骤①中，金属X是_____；

（2）步骤②中，加入过量稀硫酸的目的是_____。发生反应的化学方程式为_____。

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（7分）某兴趣小组同学利用下图装置进行相关实验。

【实验1】模拟炼铁实验

①若样品为氧化铁，则A中的实验现象是　 　，反应的化学方程式是　 　。B中反应的化学方程式是　 　。

②该装置的不足之处是　 　。

【实验2】测定样品的组成

若样品由氧化铁、氧化亚铁和四氧化三铁中的一种或几种组成，待充分反应后，实验数据记录如下：

①兴趣小组同学经过讨论后认为应选用的数据是样品质量和装置A中玻璃管和固体的总质量，而不选用装置B的质量，理由是　 　。

②该样品所有可能的组成是　 　。

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某兴趣小组同学利用下图装置进行相关实验。

（实验1）模拟炼铁实验

①若样品为氧化铁，则A中的实验现象是　 　，反应的化学方程式是　 　。B中反应的化学方程式是　 　。

②该装置的不足之处是　 　。

（实验2）测定样品的组成

若样品由氧化铁、氧化亚铁和四氧化三铁中的一种或几种组成，待充分反应后，实验数据记录如下：

①兴趣小组同学经过讨论后认为应选用的数据是样品质量和装置A中玻璃管和固体的总质量，而不选用装置B的质量，理由是　 　。

②该样品所有可能的组成是　 　。

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、全世界每年被腐蚀损耗的钢铁材料约占全年钢铁产量的十分之一。下面是对铁的腐蚀条件及铁锈组成的探究。

问题一：探究铁生锈的条件。

课本实验中，铁生锈所需要时间较长，某实验小组设计如下改进实验。

（1）检查装置的气密性：连接好装置，关闭分液漏斗的活塞，将C导管接入到装有水的烧杯中，微热甲装置，说明气密性良好的现象是____________________________。

（2）反应开始后，甲装置中反应现象是______________，MnO2的作用是______________。

（3）4 min后观察：A处铁丝依然光亮，B处铁丝表面灰暗，D处铁丝依然光亮。该实验说明铁生锈主要与_______和_______有关。B、D处实验现象对比说明：决定铁生锈快慢的一个重要因素是_______。

问题二：测定铁锈的组成。

铁锈的成分主要为Fe2O3·H2O，还含有少量的FeCO3。某兴趣小组设计如图装置测定锈铁钉的组成。取一高度腐蚀的干燥铁钉（含有少量铁），称其质量为20.08 g，在N2环境中，充分加热到质量不再减少。该过程中仅考虑发生反应：Fe2O3·H2OFe2O3＋H2O↑，FeCO3FeO＋CO2↑，且不需要考虑装置中空气对本实验的影响。

（物质的相对分子质量：Fe2O3·H2O－178，FeCO3－116)

（碱石灰成分：CaO和NaOH固体混合物，能吸收二氧化碳和水）

（4）若反应前后称得C装置总质量分别为100.00 g和102.24 g，则反应生成的CO2和水蒸气的总质量为_______g，D装置中碱石灰的作用是_______。

（5）经过改进后，测得m(H2O)＝1.80 g，m(CO2)＝0.44 g，请计算锈铁钉的组成。

①锈铁钉中Fe2O3．H2O的质量＝________ g。

②锈铁钉中FeCO3的质量＝_______g。

③锈铁钉中单质铁的质量分数＝______________。

（6）将20.08 g该锈铁钉溶于足量的稀硫酸，充分反应后，产生的气体中是否有H2？_______（填“有”或“无”），请通过计算说明。

[已知：①Fe2O3＋3H2SO4＝Fe2(SO4)3＋3H2O； ②铁在H2 SO4和Fe2(SO4)3混合溶液中先发生的反应为：Fe＋Fe2(SO4)3＝3FeSO4。Fe2(SO4)3的相对分子质量为400]

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全世界每年被腐蚀损耗的钢铁材料约占全年钢铁产量的十分之一．下面是对铁的腐蚀条件及铁锈组成的探究．

问题一：探究铁生锈的条件

课本实验中，铁生锈所需要时间较长，某实验小组设计如下改进实验．

（1）检查装置的气密性：连接好装置，关闭分液漏斗的活塞，将C导管接入到装有水的烧杯中，微热甲装置，说明气密性良好的现象是______。

（2）反应开始后，甲装置中反应现象是______，MnO2的作用______。

（3）4分钟后观察：A处铁丝依然光亮，B处铁丝表面灰暗，D处铁丝依然光亮．该实验说明铁生锈主要与______和______有关。B、D处实验现象对比说明：决定铁生锈快慢的一个重要因素是______。

问题二：测定铁锈的组成

铁锈的成分主要为Fe2O3•H2O，还含有少量的FeCO3．某兴趣小组设计如图装置测定锈铁钉的组成．取一高度腐蚀的干燥铁钉（含有少量铁），称其质量为20.08g，在N2氛围中，充分加热到质量不再减少．该过程中仅考虑发生：，，且不需要考虑装置中空气对本实验的影响．（碱石灰成分：CaO和NaOH固体混合物．物质的相对分子质量：Fe2O3•H2O178，FeCO3116）

（1）若反应前后称得C装置总质量分别为100.00g和102.24g，则反应生成的CO2和水蒸气的总质量为______g，D装置中碱石灰的作用是______。

（2）仅有上述实验数据，无法计算组成，若在B、C之间增加一套装置即可，则装置名称和药品为______、______。

（3）经过改进后，测得m（H2O）=1.80g，m（CO2）=0.44g，请计算锈铁钉的组成．

①锈铁钉中Fe2O3•H2O的质量=______g。

②锈铁钉中FeCO3的质量=______g。

③锈铁钉中单质铁的质量分数=______。

（4）将20.08g该锈铁钉溶于足量的稀硫酸，充分反应后，产生的气体中是否有H2？______（填“有”或“无”），请通过计算说明_____。（假设铁在H2SO4和Fe2(SO4)3，混合溶液中先发生的反应为：Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4，Fe2(SO4)3的相对分子质量为400）

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