Question

【題目】鐵及其化合物在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。

(一)鐵的應(yīng)用和防護(hù)

（1）某麥片中含微量鐵粉，食用后鐵粉與胃酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化為人體可吸收的鐵元素，反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。

（2）鐵銹主要成分是Fe2O3nH2O ，鐵生銹主要與空氣中的______有關(guān)。

（3）如圖實(shí)驗(yàn)說明NaCl在鐵生銹中的作用是______。

（4）鐵生銹的次要過程：

寫出Fe轉(zhuǎn)化為FeCO3總反應(yīng)的化學(xué)方程式______。

（5）為防止鐵生銹，可對(duì)鐵制品進(jìn)行“發(fā)藍(lán)”處理，使其表面生成致密氧化物（其中Fe、O元素質(zhì)量比為21：8）保護(hù)膜，該氧化物的化學(xué)式為______。

（二）廢鐵的再利用

黃鈉鐵礬[NaFex(SO4)y(OH)z]是一種高效凈水劑。用廢鐵屑（主要成分為Fe，含少量Fe2O3和FeCO3）制備黃鈉鐵礬的主要流程如下：

（1）將廢鐵屑研磨成粉末的目的是______。

（2）“酸溶”時(shí)H2SO4與Fe、FeCO3反應(yīng)，還發(fā)生的化學(xué)方程式有______和Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4。

（3）“轉(zhuǎn)化1”發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。反應(yīng)時(shí)溫度不宜過高的原因是______。

(三）黃鈉鐵礬組成確定

稱取9.70g黃鈉鐵礬，用下圖裝置進(jìn)行熱分解實(shí)驗(yàn)。

（資料）①NaFex(SO4)y(OH)z在T1℃分解會(huì)生成H2O（氣態(tài)），提高溫度至T2℃繼續(xù)分解產(chǎn)生SO3氣體，并得到Fe203和Na2SO4。

②濃硫酸可用于吸收SO3。

（1）裝配好實(shí)驗(yàn)裝置后，先要______。

（2）分別控制溫度在T1℃、T2℃對(duì)A中固體加熱。

①控制溫度在T1℃加熱，實(shí)驗(yàn)后測(cè)得B裝置質(zhì)量增加1.08g。

②用D裝置替換B裝置，控制溫度在T2℃，加熱至反應(yīng)完全。

③T1℃、T2℃時(shí)，加熱后均通入一段時(shí)間N2，目的是______。

（3）完全反應(yīng)后，將A裝置中固體溶于足量水，過濾、洗滌、烘干得4.80g固體，將濾液蒸干得1.42g固體（不含結(jié)晶水）。

結(jié)論：NaFex(SO4)y(OH)z中，x:y:z=_______。

反思：若該實(shí)驗(yàn)過程中缺少C裝置，則x:z的值____（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】 Fe + 2HCl= FeCl2 + H2↑ 水和氧氣(或H20和O2） 加快鐵的腐蝕 2Fe + O2 + 2CO2 == 2FeCO3 Fe3O4 增大接觸面積，加快反應(yīng)速率（或提高鐵的浸取率） Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O 2FeSO4 + H2O2 + H2SO4 == Fe2(SO4)3 + 2H2O 防止H2O2分解 檢查裝置的氣密性 使生成的H2O和SO3分別被B裝置和D裝置充分吸收 3：2：6 偏小

【解析】

（一）（1）根據(jù)鹽酸和鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣進(jìn)行分析；（2）根據(jù)鐵和空氣中的氧氣、水共同作用會(huì)發(fā)生銹蝕進(jìn)行分析；（3）根據(jù)鐵在氯化鈉存在的環(huán)境中會(huì)加速銹蝕進(jìn)行分析；（4）根據(jù)鐵、氧氣、二氧化碳反應(yīng)生成碳酸亞鐵進(jìn)行分析；（5）根據(jù)鐵的氧化物中，Fe、O元素質(zhì)量比為21：8進(jìn)行分析；（二）（1）根據(jù)增大反應(yīng)物的接觸面積，可以加快反應(yīng)速率進(jìn)行分析；（2）根據(jù)鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣進(jìn)行分析；（3）根據(jù)硫酸亞鐵、硫酸、過氧化氫反應(yīng)生成硫酸鐵和水，過氧化氫受熱易分解進(jìn)行分析；（三）（1）根據(jù)有氣體參加的反應(yīng)，需要檢驗(yàn)裝置氣密性進(jìn)行分析；（2）根據(jù)通入氮?dú)饽苄纬蓺鈮翰町a(chǎn)生氣流進(jìn)行分析；（3）根據(jù)黃鈉鐵礬固體減少的質(zhì)量是生成的水蒸氣，不溶性的固體是氧化鐵，溶液蒸發(fā)得到的固體是硫酸鈉進(jìn)行分析；反思：根據(jù)堿石灰具有吸水性進(jìn)行分析。

（一）（1）鹽酸和鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，化學(xué)方程式為Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑；（2）鐵和空氣中的氧氣、水共同作用會(huì)發(fā)生銹蝕，所以鐵生銹主要與空氣中的氧氣、水有關(guān)；（3）鐵在氯化鈉存在的環(huán)境中會(huì)加速銹蝕，所以NaCl在鐵生銹中的作用是加速了鐵的生銹；（4）鐵、氧氣、二氧化碳反應(yīng)生成碳酸亞鐵，化學(xué)方程式為：2Fe＋O2＋2CO2═2FeCO3；（5）Fe、O元素質(zhì)量比為21：8，設(shè)鐵的氧化物的化學(xué)式為：FexOy，56x：16y＝21：8，x：y＝3：4
所以氧化物的化學(xué)式為：Fe3O4；
（二）（1）增大反應(yīng)物的接觸面積，可以加快反應(yīng)速率，所以將廢鐵屑研磨成粉末的目的是：加快反應(yīng)速率；
（2）鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，化學(xué)方程式為：Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑；
（3）硫酸亞鐵、硫酸、過氧化氫反應(yīng)生成硫酸鐵和水，化學(xué)方程式為：2FeSO4＋H2SO4＋H2O2＝Fe2（SO4）3＋2H2O，過氧化氫受熱易分解，所以反應(yīng)時(shí)溫度不宜過高的原因是：溫度過高，會(huì)造成過氧化氫的分解；
（三）（1）有氣體參加的反應(yīng)，需要檢驗(yàn)裝置氣密性；（2）通入氮?dú)饽苄纬蓺鈮翰町a(chǎn)生氣流，所以T1℃、T2℃時(shí)，加熱后均通入一段時(shí)間N2，目的是：將裝置內(nèi)的氣體全部排出；（3）黃鈉鐵礬固體減少的質(zhì)量是生成的水蒸氣，不溶性的固體是氧化鐵，溶液蒸發(fā)得到的固體是硫酸鈉，所以氧化鐵的質(zhì)量為4.8g，硫酸鈉的質(zhì)量為1.42g，水的質(zhì)量為1.08g，所以x：y：z＝3：2：6；反思：堿石灰具有吸水性，所以若該實(shí)驗(yàn)過程中缺少C裝置，則x：z的值偏小。