4.目前,我國鋼鐵產(chǎn)量居世界第一,為國民經(jīng)濟的發(fā)展奠定了堅實的基礎.
(一) 鐵的廣泛應用
(1)我國在西漢時期就有“曾青得鐵則化為銅”之說,用化學方程式表示其原理Fe+CuSO
4═FeSO
4+Cu.
(2)鐵與鉻(Cr)、鎳(Ni)等金屬熔合可形成“不銹鋼”,用不銹鋼絲和聚乙烯纖維為原料
可制作耐酸防護服材料.其中的不銹鋼絲屬于 (填“屬于”或“不屬于”)金屬材料.
(3)某品牌的麥片中含微量鐵粉,食用后可在胃酸 (主要成分是鹽酸) 的作用下轉化為人
體可吸收的鐵元素,反應的化學方程式為Fe+2HCl═FeCl
2+H
2↑.因此食
用該麥片還可預防缺鐵性貧血.
(二) 鐵的性質探究
(1)能被磁鐵吸引的物質一定是鐵單質嗎?
【實驗驗證】①將細鐵絲在純氧中完全燃燒,主要反應的化學方程式為3Fe+2O
2$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe
3O
4.
②將反應后的黑色固體用磁鐵檢驗,能被吸引.
【實驗結論】能被磁鐵吸引的物質不一定(填“一定”或“不一定”) 是鐵單質.
(三) 煉鐵過程的探究
(1)寫出工業(yè)上用赤鐵礦煉鐵主要原理的化學方程式Fe
2O
3+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO
2.
【查閱資料】用CO還原Fe
2O
3煉鐵的過程大致分
為三個階段:500~600℃
階段1:3Fe2O3+CO$\frac{\underline{\;500~600℃\;}}{\;}$2Fe
3O
4+CO
2階段2:Fe
3O
4+CO $\frac{\underline{\;600~700℃\;}}{\;}$3FeO+CO
2階段3:FeO+CO$\frac{\underline{\;700℃\;}}{\;}$ Fe+CO
2(2)在鋼鐵廠的實驗室,同學們采集了用某種熱分析儀記錄的CO與Fe
2O
3進行反應時的有關數(shù)據(jù),并得到固體質量與反應溫度的關系曲線,如圖1所示.則圖中M點對應的a=18.0.
(四) 煉鐵過程的思考
(1)據(jù)資料統(tǒng)計顯示,2013年我國粗鋼產(chǎn)量已近8億噸.若用含氧化鐵80%的赤鐵礦煉鐵,生產(chǎn)8.4億噸鐵,至少產(chǎn)生多少億噸二氧化碳?需這樣的赤鐵礦石多少億噸?
(2)大氣中CO
2含量增加會導致“溫室效應”加劇,科學家認為,人類不僅要努力減少CO
2的排放,更重要的是將CO
2轉化為有用物質.如將CO
2轉化為化工原料乙烯(C
2H
4),其反應的微觀過程如圖2所示:
請寫出上述反應的化學方程式:2CO
2+6H
2$\frac{\underline{催化劑}}{△}$C
2H
4+4H
2O.