Question

【題目】人類文明的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步同金屬材料關(guān)系十分密切。

(一)鐵的應(yīng)用及防護(hù)

(1)生活中常用鐵鍋烹飪，主要利用鐵的_____(填字母)。

a 導(dǎo)電性 b 導(dǎo)熱性 c 耐腐蝕

(2)“發(fā)藍(lán)“處理是在鐵表面形成致密氧化膜，以防止其腐蝕。“發(fā)藍(lán)”的原理是：36Fe + 4NaNO2 + 9NaNO3 + 26H2O=12X + 13NaOH + 13NH3↑，X的化學(xué)式為_____

(3)患貧血癥的人體內(nèi)需要補(bǔ)鐵 ____(填字母)。

a 分子 b 原子 c 元素

(4)如圖為某興趣小組探究鐵生銹的三個(gè)實(shí)驗(yàn)，最先觀察到鐵銹的是____(選填序號(hào))。

(5)鐵生銹的主要過程為：

寫出Fe(OH)2→Fe(OH)3反應(yīng)的化學(xué)方程式______。

(二)鐵的冶煉和探究

取20.0g Fe2O3粉末，小組同學(xué)用下圖裝置模擬煉鐵，并測(cè)定反應(yīng)后固體成分。

資料：堿石灰可吸收H2O和CO2。

(1)連接裝置，先____，再裝入藥品。

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)先通入CO，目的是___。

(3)該實(shí)驗(yàn)裝置有一個(gè)明顯缺陷，你認(rèn)為是___。

(4)控制A中溫度在700℃至固體全部變黑，繼續(xù)通CO至冷卻。

①通過測(cè)定裝置B中固體的質(zhì)量變化，可準(zhǔn)確求得裝置A中剩余固體質(zhì)量。裝置C的作用是____。

②現(xiàn)直接測(cè)得裝置A中剩余固體質(zhì)量為17.2g。則裝置B中固體應(yīng)增重___g。

(5)經(jīng)分析A中剩余固體17.2g為Fe和FexOy的混合物，向其中加入足量的稀H2SO4，充分反應(yīng)，得H2 質(zhì)量為0.1g。(FexOy和稀H2SO4反應(yīng)，但無氣體產(chǎn)生)

①固體中Fe質(zhì)量為______g。 ②FexOy的化學(xué)式為____。

(三)成分探究

（查閱資料）用CO還原Fe2O3煉鐵的過程大致分為三個(gè)階段：

階段1：3Fe2O3＋CO2Fe3O4＋CO2

階段2：Fe3O4＋CO3FeO＋CO2

階段3：FeO＋CO Fe＋CO2

另取一定量Fe2O3進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，加熱時(shí)固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖所示．回答下列問題：

(1)溫度控制在300℃—500℃范圍時(shí)，固體質(zhì)量沒有發(fā)生變化，原因是____。

(2)圖中H點(diǎn)對(duì)應(yīng)的固體成分的化學(xué)式是____

(3)圖中M點(diǎn)對(duì)應(yīng)a的數(shù)值=___

Answer 1

【答案】b Fe3O4 c c 4Fe(OH)2 +O2 +2H2O=4Fe(OH)3 檢查裝置的氣密性 排空氣防爆炸 無尾氣處理 防止空氣中的水和二氧化碳進(jìn)入B中 7.7 2.8 FeO 沒有達(dá)到反應(yīng)溫度 Fe3O4 18

【解析】

(一) (1)生活中常用鐵鍋烹飪，主要利用鐵的導(dǎo)熱性，選b；

(2)據(jù)質(zhì)量守恒定律可知反應(yīng)前后原子的種類個(gè)數(shù)不變，“發(fā)藍(lán)”的原理是：36Fe + 4NaNO2 + 9NaNO3 + 26H2O=12X + 13NaOH + 13NH3↑，X的化學(xué)式為Fe3O4；

(3)元素是具有相同質(zhì)子數(shù)的同一類原子的總稱，患貧血癥的人體內(nèi)需要補(bǔ)鐵元素 ，

(4)鐵生銹是鐵、氧氣、水三種物質(zhì)共同作用的結(jié)果，鹽溶液的存在會(huì)加速銹蝕，最先觀察到鐵銹的是部分浸泡在氯化鈉溶液中的鐵釘，故選C；

(5)由圖中信息可知， Fe(OH)2→Fe(OH)3的過程是氫氧化亞鐵和氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4Fe(OH)2 +O2 +2H2O=4Fe(OH)3 ；

(二)

(1)涉及氣體的反應(yīng)都有在氣密性良好的裝置內(nèi)進(jìn)行，連接裝置，先檢查裝置的氣密性，再裝入藥品。

(2)加熱或點(diǎn)燃可燃性氣體與空氣的混合物易發(fā)生爆炸，實(shí)驗(yàn)時(shí)先通入CO，目的是排盡裝置內(nèi)的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸；

(3)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的尾氣中除反應(yīng)生成的二氧化碳外，還有一定量剩余的一氧化碳，該實(shí)驗(yàn)裝置有一個(gè)明顯缺陷，是無尾氣處理，會(huì)污染空氣；

(4)控制A中溫度在700℃至固體全部變黑，繼續(xù)通CO至冷卻。

①通過測(cè)定裝置B中固體的質(zhì)量變化，可知反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量，然后由鐵和二氧化碳的質(zhì)量關(guān)系，可準(zhǔn)確求得裝置A中剩余固體質(zhì)量。裝置C的作用是防止U型管內(nèi)的堿石灰吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣；

②Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2，由方程式可知裝置A中固體減少的質(zhì)量為參加反應(yīng)的氧化鐵中氧元素的質(zhì)量，A中開始質(zhì)量為20g，后測(cè)得質(zhì)量為17.2g。減少2.8g，則裝置B中固體應(yīng)增重質(zhì)量為x：

x=7.7g

(5)經(jīng)分析A中剩余固體17.2g為Fe和FexOy的混合物，向其中加入足量的稀H2SO4，充分反應(yīng)，得H2 質(zhì)量為0.1g。(FexOy和稀H2SO4反應(yīng)，但無氣體產(chǎn)生)

①設(shè)固體中Fe質(zhì)量為y

y=2.8g

②20.0g Fe2O3中鐵元素的 質(zhì)量為20.0g × =14g，氧元素的質(zhì)量為20.0g-1g=6g，FexOy中鐵元素的質(zhì)量為11.2g，氧元素：3.2g，質(zhì)量比為56:16，化學(xué)式為FeO；

(三)成分探究

(1)由資料可知，反應(yīng)需要在500℃以上開始進(jìn)行，溫度控制在300℃—500℃范圍時(shí)，固體質(zhì)量沒有發(fā)生變化，原因是沒有達(dá)到反應(yīng)溫度；

(2)圖中H點(diǎn)對(duì)應(yīng)的固體成分是四氧化三鐵，化學(xué)式是Fe3O4；

(3)圖中M點(diǎn)對(duì)應(yīng)固體為FeO ，由3Fe2O3＋CO2Fe3O4＋CO2、Fe3O4＋CO3FeO＋CO2，可得關(guān)系式：3Fe2O3~2Fe3O4~6FeO，即Fe2O3~2FeO，

a的數(shù)值=18g