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(9分)地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中,工业上主要是从含有金属元素并有开采价值的矿石中提炼金属(1)赤铁矿在自然界中储藏丰富,其主要成分的化学式是(2)磁铁

时间:2017-07-28
(9分)地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中,工业上主要是从含有金属元素并有开采价值的矿石中提炼金属。
(1)赤铁矿在自然界中储藏丰富,其主要成分的化学式是
(2)磁铁矿的主要成分是Fe3O4。在Fe3O4中存在两种不同价态的铁离子,其中1/3是Fe2+,2/3是Fe3+。请写出Fe3O4与盐酸反应的化学方程式
(3)工业上主要采用高炉炼铁,常用到的原料有铁矿石、焦碳、石灰石和空气。其中,焦碳的作用是。(仅答一点)
(4)由于铁的氧化物中Fe3O4和FeO均为黑色,实验室用CO还原Fe2O3得到的铁中是否会含有Fe3O4和FeO,某同学设计了下列探究实验。
资料:FeCl3溶液与铁发生的反应是2FeCl3+Fe=3FeCl2,但FeCl3溶液不与Fe3O4、FeO反应;含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色,利用该反应可检验Fe3+的存在。
【提出问题】CO还原Fe2O3得到黑色产物的成分是什么?
【猜想】
猜想l:Fe猜想2:Fe和Fe3O4;
猜想3:Fe和FeO;猜想4:
【实验探究】限选试剂:C0、盐酸、澄清石灰水、KSCN溶液、FeCl3溶液。
实验操作
实验现象
实验结论
Ⅰ取少量黑色产物加入到装有足量FeCl3溶液的烧杯中,充分反应后过滤,对过滤所得固体用蒸馏水洗涤。
黑色固体部分溶解。
猜想2和4都
不成立。


黑色固体全部溶解,溶液
不变红色。
Ⅲ另取少量黑色产物装入玻璃管中,通入C0,一段时间后加热,并将反应后的气体通入装有一定量的的烧杯中。


猜想l不成立,
猜想3成立。

正确答案:
(1)Fe2O3(2)Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O
(3)生成用于还原铁矿石的还原性物质CO(或提供炼铁需要的热量)
(4)【猜想】猜想4:Fe、Fe3O4和FeO
【实验探究】①取第Ⅰ步过滤所得固体装入试管中,加入足量的盐酸,随后滴入几滴(或少量)KSCN溶液②澄清石灰水③澄清石灰水变浑浊
试题分析:(1)赤铁矿的主要成分为氧化铁,其化学式是Fe2O3。
(2)根据题意可知:反应物为Fe3O4和盐酸;生成物中氯化亚铁和氯化铁的化学计量数之比为1:2,同时反应还会生成水。所以化学方程式为Fe3O4+8HCl= FeCl2+2FeCl3 +4H2O。
(3)高炉炼铁中焦碳的作用是1、提供炼铁需要的热量;2、生成用于还原铁矿石的还原性物质CO。
(4)【猜想】固体还可能是Fe、Fe3O4和FeO的混合物。
Ⅰ中黑色固体部分溶解,说明其中含一部分铁。结合结论“猜想2和4都不成立”可说明Ⅱ的目的是验证四氧化三铁不存在。所以操作可为:取第Ⅰ步过滤所得固体装入试管中,加入足量的盐酸,随后滴入几滴(或少量)KSCN溶液。由于观察到溶液不变红色,可说明Fe3+的盐溶液不存在,即可说明四氧化三铁不存在。
Ⅲ中结论为:猜想l不成立,猜想3成立。由于上面的操作中已经说明铁的存在,所以此操作只需要验证氧化亚铁的存在即可。由于FeO可与C0反应生成二氧化碳,二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊。所以操作可为:另取少量黑色产物装入玻璃管中,通入C0,一段时间后加热,并将反应后的气体通入装有一定量的澄清石灰水的烧杯中。当观察到澄清石灰水变浑浊,即可说明氧化亚铁的存在。所以结论为猜想l不成立,猜想3成立。
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