Question

人类对铁的冶炼及使用已有很久的历史。

I.一氧化碳在高温下可与氧化铁发生反应：Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂，此反应可用于工业上冶炼金属铁。在该反应中，若消耗了1mol Fe₂O₃，则转移了_________mol电子，理论上生成的CO₂在标准状况下的体积是____________L。

Ⅱ.下图是铁粉和水蒸气反应的实验装置示意图，

（1）装置B中反应的化学方程式为_______________。

（2）碱石灰的作用是_________；反应前A中投放碎瓷片的目的是__________。

（3）B、E两处酒精灯，必须后点燃的是___________。

（4）装置E中的现象是_____________。

Ⅲ.设计如下流程测定反应后硬质玻璃管B中固体含铁元素的质量分数。

（1）加入新制氯水时，反应的离子方程式为________________。

（2）反应后B装置中铁元素的质量分数为__________________。

Answer

I.6mol；67.2；II.（1）3Fe+4H2OFe3O4+4H2；

（2）干燥氢气；防止暴沸；（3）E；

（4）黑色固体变红，右端管壁有水珠；

III.（1）2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；（2）70%。

【解析】

试题分析：I.在反应Fe2O3+3CO2Fe+3CO2中，每有3molCO发生反应，反应产生3molCO2，会同时消耗1mol Fe2O3，反应转移电子的物质的量6mol；理论上生成的CO2在标准状况下的体积是V(CO2)= 3mol×22.4L/mol=67.2L。Ⅱ. （1）Fe与水在高温下会发生反应：3Fe+4H2OFe3O4+4H2；所以装置B中反应的化学方程式为3Fe+4H2OFe3O4+4H2；（2）反应产生的氢气中混有水蒸气，碱石灰的作用是干燥氢气，除去其中混有的水蒸气；反应前A中投放碎瓷片的目的是防止暴沸；（3）B、E两处酒精灯，为了排除装置中空气的干扰，要先点燃A处的酒精灯，使装置充满空气，加热B处的酒精灯，使装置充满空气，然后再点燃E处的酒精灯，与氢气发生反应：CuO+H2Cu+H2O，所以必须后点燃的是E。（4）装置E中的现象是黑色固体发生反应产生红色的Cu，同时在玻璃管的右端管壁有水珠产生。Ⅲ. （1）加入新制氯水时，Cl2具有氧化性，Fe2+具有还原性，二者会发生氧化还原反应，反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。（2）在FeCl3溶液中加入强碱，发生反应产生Fe(OH)3沉淀，过滤、洗涤，然后加热，会发生分解反应：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O，最后得到的红棕色固体是Fe2O3，由于其质量与原固体质量相等，所以其中含有的铁元素的质量分数就是Fe2O3中含有的铁元素的质量分数，该数值是=[(56×2)/( 56×2+16×3)]×100％=70%。

考点：考查铁的冶炼、性质及有关操作和计算的知识。