组卷网 > 高中化学综合库 > 常见无机物及其应用 > 金属资源的开发与金属材料 > 铁矿石与高炉炼铁
题型:解答题-实验探究题 难度:0.65 引用次数:451 题号:3152647
实验室采用简易装置模拟演示工业炼铁原理,实验装置图和实验步骤如下:
   
①按上图连接好装置,检查装置气密性。
②称取适量 Fe2O3于石英试管中,点燃Ⅰ处酒精灯,缓慢滴入甲酸。
③在完成某项操作后,点燃另外两处酒精灯。
④30 min后熄灭酒精灯,关闭弹簧夹。
⑤待产物冷却至室温后,收集产物。
⑥采用如上方法分别收集带金属网罩酒精灯(金属网罩可以集中火焰、提高温度)和酒精喷灯加热的产物。
请回答下列问题:
(1)制备CO的原理是利用甲酸(HCOOH)在浓硫酸加热条件下的分解制得,盛放甲酸的仪器名称为______,该反应的化学方程式______
(2)实验步骤③某项操作是指______
(3)实验步骤④熄灭酒精灯的顺序为______。(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)
(4)通过查资料获取如下信息:
I.酒精灯平均温度为600℃;加网罩酒精灯平均温度为700℃,酒精喷灯平均温度为930℃。
II.资料指出当反应温度高于710℃,Fe能稳定存在,680℃~710℃之间,FeO稳定存在,低于680℃,则主要是Fe3O4。试分析酒精灯加热条件下生成Fe的原因是______
(5)已知FeO、Fe2O3Fe3O4氧元素的质量分数分别为:22.2%、30%、27.6%。利用仪器分析测出3种样品所含元素种类和各元素的质量分数如下表:
加热方式产物元素组成各元素的质量分数%
FeO
酒精灯Fe和O74.5025.50
带网罩酒精灯Fe和O76.4823.52
酒精喷灯Fe100.000.00
分析各元素的质量分数可知前二种加热方式得到的产物为混合物,其中酒精灯加热所得产物的组成最多有______种可能。
(6)通过进一步的仪器分析测出前二种加热方式得到的固体粉末成分均为Fe3O4和Fe,用酒精喷灯加热得到的固体粉末成分为Fe。请计算利用酒精灯加热方式混合物中Fe3O4和Fe的质量比为______。(要求保留整数)

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【推荐1】某化学小组在实验室模拟高炉炼铁,其部分装置如下:

请完成下列填空:
(1)利用甲酸与浓硫酸反应HCOOHCO↑+H2O,制取CO,反应中浓硫酸的作用是___
(2)判断上述装置中CO与氧化铁发生反应的现象为____________;该装置存在的缺陷是__________
(3)已知受热不均时,可发生副反应CO+Fe2O3CO2+2FeO。为测定所得黑色产物中铁的含量,现有下列各有两根导管的甲、乙两试管,用橡皮管连接对应接口后,倒置盛稀硫酸的试管。
①样品和稀硫酸应分别置于_________________仪器中(填“甲”或“乙”),甲、乙试管中接口的连接方式为:A连接_______,B连接_______,C连接F(填各接口的编号)。
②量气管可以用化学实验室中一种常用仪器来改装,该仪器的名称是___________。当气体不再产生且恢复至室温时,如丙图所示量气管读数______________mL。若量气之前的其他操作均正确,根据该读数并将产生的气体体积换算为标准状况后,所计算样品中铁的质量分数将__________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”),原因是______(若无影响该空不必作答)。
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【推荐2】工业炼铁的基本生产流程如图所示,请回答下列问题。

(1)写出设备A的名称:___________________________________________________
(2)写出以赤铁矿为原料在高温下制取铁的化学方程式:__________________________
(3)炼铁时焦炭的作用:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(4)石灰石的主要作用是造渣,造渣过程中涉及的主要反应有CaCO3CaO+CO2↑、__________(写化学方程式)。
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(1)从原料、能源、交通角度考虑该企业应建在______
A西部山区    B沿海地区     C发达城市      D东北内陆
(2)该流程①、②、③、④、⑤为能量或物质的输送,请分别写出输送的主要物质的化学式或能量形式:①______、②______、③______、④______、⑤______
(3)沸腾炉发生反应的化学方程式:______;磷肥厂的主要产品是普钙,其主要成分是______(填化学式)。
(4)热电厂的冷却水是______,该流程中浓缩盐水除提取盐以外还可提取的物质有______(写出一种即可)。
(5)根据现代化工厂设计理念请提出高炉炼铁厂废气、废渣及多余热能的利用设想。____________(写出两点即可)。
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