Question

鋼鐵等鐵制品是應(yīng)用最廣泛的金屬材料，鐵元素的單質(zhì)及其化合物在元素化合物世界始終扮演著重要角色。

Ⅰ.打磨過的細(xì)鐵絲可在純氧中劇烈燃燒，最終生成黑色固體，其化學(xué)式為______________；鐵粉與水蒸氣在高溫下也可生成該黑色固體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。

Ⅱ.某校探究性學(xué)習(xí)小組用已部分生銹的廢鐵屑制作印刷電路板的腐蝕劑，并回收銅。探究過程如圖9­4所示。

圖9­4

請(qǐng)回答下列問題：

(1)步驟①中先加入熱的Na₂CO₃溶液除油污，操作甲的名稱是________________。

(2)步驟②中，除發(fā)生反應(yīng)Fe＋2HCl===FeCl₂＋H₂↑外，其他可能反應(yīng)的離子方程式為________________________________。

(3)溶液C的顏色是__________，溶液D中可能含有的金屬陽(yáng)離子有____________________。

(4)若溶液B中只含有Fe^2＋而不含F(xiàn)e^3＋，可證明該事實(shí)的實(shí)驗(yàn)方法是__________。

①先加氯水，后加KSCN溶液后顯紅色；

②先加KSCN溶液，不顯紅色，再加氯水后顯紅色；

③滴加NaOH溶液，先產(chǎn)生白色沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最后呈紅褐色；

④只滴加KSCN溶液不顯紅色。

A．①②  B．②③

C．③④  D．①④

(5)步驟⑤產(chǎn)生金屬銅的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

Ⅲ.金屬的腐蝕所導(dǎo)致的鋼鐵損耗占鋼鐵年產(chǎn)量的1/4還多。在鋼鐵的吸氧腐蝕過程中，正極反應(yīng)式為________________________________________________________________________，

若此過程中共生成了8 g Fe₂O₃，則轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為______________。

Answer 1

Ⅰ.Fe₃O₄　3Fe＋4H₂O(g)Fe₃O₄＋4H₂

Ⅱ.(1)過濾

(2)Fe₂O₃＋6H^＋===2Fe^3＋＋3H₂O、

Fe＋2Fe^3＋===3Fe^2＋

(3)棕黃色　 Fe^2＋、Cu^2＋、Fe^3＋　

(4)B　(5)CuCl₂Cu＋Cl₂↑

Ⅲ.O₂＋4e^－＋2H₂O===4OH^－　0.3 mol

[解析] Ⅰ.鐵絲在氧氣中燃燒生成Fe₃O₄，鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)方程式為3Fe＋4H₂O(g)Fe₃O₄＋4H₂。

Ⅱ.(1)用熱的Na₂CO₃溶液除去廢鐵屑上的油污后，將兩者分離的方法是過濾。

(2)由于鐵銹的主要成分是Fe₂O₃，還發(fā)生反應(yīng)的離子方程式可能有：Fe₂O₃＋6H^＋===2Fe^3＋＋3H₂O、 Fe＋2Fe^3＋===3Fe^2＋。

(3)由B→C發(fā)生的反應(yīng)為2FeCl₂＋Cl₂===2FeCl₃，F(xiàn)eCl₃溶液呈棕黃色。向FeCl₃溶液中加入印刷電路銅板，發(fā)生的反應(yīng)為2FeCl₃＋Cu===2FeCl₂＋CuCl₂，若Cu不足量，則溶液D中可能含有的金屬陽(yáng)離子有Fe^2＋、Cu^2＋、Fe^3＋；若Cu足量，則溶液D中可能含有的金屬陽(yáng)離子有Fe^2＋、Cu^2＋，所以溶液D中可能含有的金屬陽(yáng)離子有Fe^2＋、Cu^2＋、Fe^3＋。

(4)①不能排除Fe^3＋的干擾；②先加KSCN溶液不顯紅色，排除了Fe^3＋的干擾，再加氯水后顯紅色，證明一定含有Fe^2＋；③滴加NaOH溶液，先產(chǎn)生白色沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最后呈紅褐色，證明一定含有Fe^2＋；④只滴加KSCN溶液不顯紅色，證明一定不含有Fe^3＋，但無法證明是否含有Fe^2＋，故選B項(xiàng)。

(5)由“D→E＋氯氣＋銅”知，操作乙是電解過程，反應(yīng)產(chǎn)生金屬銅的化學(xué)方程式：CuCl₂Cu＋Cl₂↑。

Ⅲ.鋼鐵的吸氧腐蝕中，鐵作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，而O₂在正極上發(fā)生反應(yīng)：O₂＋4e^－＋2H₂O===4OH^－。在Fe→Fe₂O₃的過程中，鐵由0價(jià)升高為＋3價(jià)，所以生成8 g Fe₂O₃轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為×2×3＝0.3 mol。