Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)鐵及其化合物知識時進(jìn)行了系列研究．

（1）下圖為某興趣小組探究鐵生銹的三個實(shí)驗(yàn)，最先觀察到鐵銹的是_______（選填序號）。

（2）鐵生銹的主要過程為：FeFe(OH)2Fe(OH)3 Fe2O3·xH2O；

次要過程為：FeFeCO3。

（3）鐵銹組分的確定

某鐵銹成分為Fe2O3·xH2O和FeCO3。為確定其組成，興趣小組稱取此鐵銹樣品25.4g，在科研人員的指導(dǎo)下用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

【查閱資料】Fe2O3·xH2O失去水分子溫度為110℃，F(xiàn)eCO3在282℃分解為FeO和CO2。

溫度高于400℃時鐵的氧化物才能被CO還原。

①裝置A中的反應(yīng)為：H2C2O4 (草酸) CO↑+CO2↑+H2O。通過B、C裝置可得到干燥、

純凈的CO氣體，洗氣瓶B中最好盛放________（選填序號）。

A．濃硫酸 B．澄清的石灰水 C．氫氧化鈉溶液

②現(xiàn)控制D裝置中的溫度為300℃對鐵銹進(jìn)行熱分解，直至D裝置中剩余固體質(zhì)量不再變化

為止，冷卻后裝置E增重3.6g，裝置F增重2.2g。則樣品中FeCO3的質(zhì)量m(FeCO3)=______g，x=______。

（4）在鋼鐵廠的實(shí)驗(yàn)室，同學(xué)們了解到隨著溫度的升高，氧化鐵在還原過程中能產(chǎn)生其他鐵的氧化物，并最終被還原成鐵。下圖是某種熱分析儀記錄的CO與Fe2O3進(jìn)行反應(yīng)時的有關(guān)數(shù)據(jù)，并得到固體質(zhì)量與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線．根據(jù)圖象分析，固體質(zhì)量由48.0g變?yōu)?6.4g的過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________。

（5）同學(xué)們?nèi)×?0g某菱鐵礦樣品（主要成分為FeCO3，雜質(zhì)不參加反應(yīng)），磨成粉末，加入200g足量稀硫酸，充分反應(yīng)后稱得剩余物的總質(zhì)量為207.8g，計(jì)算該樣品中FeCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（要有完整的計(jì)算過程）已知：FeCO3+H2SO4====FeSO4+H2O+CO2↑_______________。

Answer 1

【答案】 C C 5.8 2 略 略

【解析】（1）鐵是的條件是鐵與水、氧氣同時接觸，其中氯化鈉能加快鐵的銹蝕，故最先觀察到鐵銹的是C；（3）①根據(jù)質(zhì)量可知草酸與濃硫酸反應(yīng)生成一氧化碳和二氧化碳，要得到純凈該做的一氧化碳，那么要將混合氣體中的二氧化碳除去，由于澄清石灰水的濃度很低，吸收的二氧化碳的量很少，故用氫氧化鈉溶液來除去二氧化碳，故選C；②濃硫酸能吸收水分，故E裝置 中增加的質(zhì)量即為生成的水的質(zhì)量；堿石灰吸收分解生成的二氧化碳，即F裝置增加的質(zhì)量即為FeCO3分解生成的CO2的質(zhì)量。FeCO3在282℃分解為FeO和CO2，裝置F增重2.2g，即生成的二氧化碳的質(zhì)量為2.2g，利用化學(xué)方程式，根據(jù)FeCO3與二氧化碳反應(yīng)的質(zhì)量比可知FeCO3的質(zhì)量為5.8g；鐵銹樣品的質(zhì)量為25.4g，故Fe2O3·xH2O的質(zhì)量=25.4g-5.8g=19.6g；裝置E增重3.6g，即Fe2O3·xH2O分解生成的水的質(zhì)量為3.6g，利用化學(xué)方程式，可計(jì)算出x=2 ；（4）固體質(zhì)量由48.0g變?yōu)?6.4g時，對應(yīng)的溫度是400-500℃，此時氧化鐵與一氧化碳反應(yīng)，根據(jù)氧化性氧化鐵>四氧化三鐵>氧化亞鐵可知，與一氧化碳發(fā)生反應(yīng)時，失去氧的質(zhì)量=48.0g-46.4g=1.6g；氧化鐵中氧元素的質(zhì)量=48g 14.4g，鐵元素的質(zhì)量=48g-14.4g=33.6g；殘余固體中氧元素的質(zhì)量=14.4g-1.6g=12.8g；鐵氧原子的個數(shù)比= =3:4，所以此時的還原產(chǎn)物是四氧化三鐵，故反應(yīng)的化學(xué)方程式表示為：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2；（5）由反應(yīng)的化學(xué)方程式FeCO3+H2SO4====FeSO4+H2O+CO2↑，該反應(yīng)生成了二氧化碳，二氧化碳會逸散到空氣中，故減少的質(zhì)量即為生成的二氧化碳的質(zhì)量，利用化學(xué)方程式，根據(jù)二氧化碳與碳酸亞鐵的質(zhì)量比即可計(jì)算出碳酸亞鐵的質(zhì)量。

生成的二氧化碳的質(zhì)量=10g+200g-207.8g=2.2g；

設(shè)碳酸亞鐵的質(zhì)量為x；

FeCO3+H2SO4====FeSO4+H2O+CO2↑

116 44

X 2.2g

x=5.8g

該樣品中FeCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)= =58%