Question

某活動(dòng)小組根據(jù)下圖所示進(jìn)行模擬煉鐵的實(shí)驗(yàn)，并對(duì)產(chǎn)物的成分進(jìn)行探究。

【查閱資料】          

﹡在高溫條件下，一氧化碳和氧化鐵可能生成鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵。

﹡鐵的氧化物都能與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，其中氧化鐵為紅棕色，其余都為黑色，只有四氧化三鐵能被磁鐵吸引。

【提出問(wèn)題】黑色粉末A可能是什么呢？

【進(jìn)行猜想】（1）小明認(rèn)為黑色粉末A全部是鐵粉。請(qǐng)寫(xiě)出鐵粉與CuSO₄溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式                 。

（2）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)流程，小華認(rèn)為小明的猜想是錯(cuò)誤的，理由是            。

（3）小華提出了他的猜想，請(qǐng)你結(jié)合所學(xué)知識(shí)進(jìn)行猜想。

小華猜想：黑色粉末A由鐵粉和四氧化三鐵（Fe₃O₄）組成。

你的猜想：                        。

【實(shí)驗(yàn)探究】請(qǐng)將你的猜想設(shè)計(jì)一套完整的實(shí)驗(yàn)方案。

猜想	實(shí)驗(yàn)操作	可能的現(xiàn)象	結(jié)論
小華猜想	取適量黑色粉末A 用磁鐵吸引	粉末全部被吸引	猜想正確
你的猜想			你的猜想 正確

【實(shí)際應(yīng)用】某鋼鐵廠(chǎng)每天需消耗2000噸含氧化鐵80%的赤鐵礦石，該廠(chǎng)理論上可日產(chǎn)含鐵96%的生鐵多少?lài)崳浚▽?xiě)出具體的計(jì)算過(guò)程）

 

Answer 1

【答案】

[進(jìn)行猜想]（1）Fe + CuSO₄ === FeSO₄ + Cu。

（2）加入足量硫酸銅溶液反應(yīng)后過(guò)濾，還有黑色粉末存在。

（3）你的猜想 黑色粉末A由鐵粉和氧化亞鐵組成。（或黑色粉末A由鐵粉、氧化亞鐵和四氧化三鐵組成）

[實(shí)驗(yàn)探究]

猜想	實(shí)驗(yàn)操作	可能的現(xiàn)象	結(jié)論
小華猜想	取適量黑色粉末A 用磁鐵吸引	粉末全部被吸引	猜想正確
你的猜想	取適量黑色粉末B 用磁鐵吸引	粉末不能被吸引（或粉末部分被吸引）	你的猜想 正確

[實(shí)際應(yīng)用]某鋼鐵廠(chǎng)每天需消耗2000噸含氧化鐵80%的赤鐵礦石，該廠(chǎng)理論上可日產(chǎn)含鐵96%的生鐵多少?lài)�？（�?xiě)出具體的計(jì)算過(guò)程）

（共5分）方程式1分，1600噸氧化鐵1分，1120噸鐵1分，1166.7t生鐵1分，規(guī)范分1分。（若沒(méi)有分步計(jì)算，解題正確即可）

【解析】（進(jìn)行猜想）（1）鐵與硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵，可以據(jù)此寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式；

（2）由于加入的硫酸銅是足量的，所以固體中的鐵都能被反應(yīng)掉，通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)加入硫酸銅后，還有黑色固體不溶物，說(shuō)明不可能全部為鐵，小明認(rèn)為黑色粉末A全部是鐵粉，所以該說(shuō)法錯(cuò)誤；

（3）根據(jù)題給資料可知黑色粉末有：鐵粉、四氧化三鐵（Fe₃O₄）、氧化亞鐵，所以這三種相互組合情況有：黑色粉末A由鐵粉和四氧化三鐵（Fe₃O₄）組成、黑色粉末A由鐵粉和氧化亞鐵（FeO）組成、黑色粉末A由鐵粉、氧化亞鐵和四氧化三鐵組成；

（實(shí)驗(yàn)探究）因?yàn)殍F粉和四氧化三鐵能被磁鐵吸引，而氧化亞鐵不能被磁鐵吸引，所以可以用磁鐵來(lái)吸引后觀(guān)察現(xiàn)象，若黑色粉末A不能全部被吸引，則說(shuō)明黑色粉末中含有氧化亞鐵；

（實(shí)際應(yīng)用）設(shè)理論上可日產(chǎn)含F(xiàn)e96%的生鐵的質(zhì)量為x．

Fe₂O₃+3CO 2Fe+3CO₂

  160                 112

2000t×80%          x•96%

160:112=2000t×80% : x•96%

解得  x=1166.7t

答：日產(chǎn)含F(xiàn)e98%的生鐵1166.7t。