钢铁是重要的金属材料,在工农业生产和生活中应用非常广泛。
Ⅰ.铁的冶炼
工业炼铁的原理是高温下用CO作还原剂,将铁从氧化物中还原出来。请回答下列问题:
(1)高炉炼铁中,焦炭的作用除了可以生成一氧化碳外,还能 ;
(2)某钢铁厂每天消耗5000t含氧化铁80%的赤铁矿石,该厂理论上可日产含铁98%的
生铁的质量是多少?
Ⅱ.实验探究炼铁原理
某化学兴趣小组在实验室中模拟工业炼铁的原理,并探究CO与Fe2O3反应后的产物。
通过查阅资料知道:
①草酸(H2C2O4)固体与浓硫酸混合加热会产生一氧化碳,反应方程式为:H2C2O4 CO↑+ CO2↑+ H2O。
②NaOH溶液可以吸收二氧化碳,反应方程式为:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
③常温下,Ca(OH)2微溶于水;
于是他设计了下图的实验装置,结合装置回答下列问题:
(1)图A是用固体草酸和浓硫酸制取CO的反应装置,你认为应选择下图中的 (填装置编号);
(2)图中装置C、D的作用分别是 、 ;
(3)为了证明产物中有二氧化碳,装置F中的试剂应该是少量的澄清石灰水,该反应的化学方程式为 ;
(4)该装置设计有一个明显缺陷,你认为是 。
(5)实验时准确称取一定质量纯净的Fe2O3固体按上图进行实验,当E中固体全部变黑
后,继续通入CO直到玻璃管冷却。将得到黑色的固体加入到足量的稀盐酸,发现
固体全部溶解,但无气泡产生。
查阅资料:a. 铁的氧化物在足量的稀盐酸中均能全部溶解。
b. Fe2O3与CO反应的固体生成物可能情况如下:
根据“无气泡”猜想,黑色粉末可能是:①Fe3O4;② ③ 。
(6)定量分析 用电子天平称量得部分数据如下:
|
玻璃管质量] |
玻璃管及其中固体的质量 |
装置F及其中物质的总质量 |
反应前 |
28.20 g |
33.00 g] |
300.0 g |
反应后 |
32.84 g |
300.4 g |
根据上述数据,请选择有效的数据,推断出反应后黑色固体的成分。(写出计算过程) 。