Question

【题目】人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。

(一)铁的应用及防护

(1)生活中常用铁锅烹饪，主要利用铁的_____(填字母)。

a 导电性 b 导热性 c 耐腐蚀

(2)“发蓝“处理是在铁表面形成致密氧化膜，以防止其腐蚀。“发蓝”的原理是：36Fe + 4NaNO2 + 9NaNO3 + 26H2O=12X + 13NaOH + 13NH3↑，X的化学式为_____

(3)患贫血症的人体内需要补铁 ____(填字母)。

a 分子 b 原子 c 元素

(4)如图为某兴趣小组探究铁生锈的三个实验，最先观察到铁锈的是____(选填序号)。

(5)铁生锈的主要过程为：

写出Fe(OH)2→Fe(OH)3反应的化学方程式______。

(二)铁的冶炼和探究

取20.0g Fe2O3粉末，小组同学用下图装置模拟炼铁，并测定反应后固体成分。

资料：碱石灰可吸收H2O和CO2。

(1)连接装置，先____，再装入药品。

(2)实验时先通入CO，目的是___。

(3)该实验装置有一个明显缺陷，你认为是___。

(4)控制A中温度在700℃至固体全部变黑，继续通CO至冷却。

①通过测定装置B中固体的质量变化，可准确求得装置A中剩余固体质量。装置C的作用是____。

②现直接测得装置A中剩余固体质量为17.2g。则装置B中固体应增重___g。

(5)经分析A中剩余固体17.2g为Fe和FexOy的混合物，向其中加入足量的稀H2SO4，充分反应，得H2 质量为0.1g。(FexOy和稀H2SO4反应，但无气体产生)

①固体中Fe质量为______g。 ②FexOy的化学式为____。

(三)成分探究

（查阅资料）用CO还原Fe2O3炼铁的过程大致分为三个阶段：

阶段1：3Fe2O3＋CO2Fe3O4＋CO2

阶段2：Fe3O4＋CO3FeO＋CO2

阶段3：FeO＋CO Fe＋CO2

另取一定量Fe2O3进行上述实验，加热时固体质量随温度变化的曲线如图所示．回答下列问题：

(1)温度控制在300℃—500℃范围时，固体质量没有发生变化，原因是____。

(2)图中H点对应的固体成分的化学式是____

(3)图中M点对应a的数值=___

Answer 1

【答案】b Fe3O4 c c 4Fe(OH)2 +O2 +2H2O=4Fe(OH)3 检查装置的气密性 排空气防爆炸 无尾气处理 防止空气中的水和二氧化碳进入B中 7.7 2.8 FeO 没有达到反应温度 Fe3O4 18

【解析】

(一) (1)生活中常用铁锅烹饪，主要利用铁的导热性，选b；

(2)据质量守恒定律可知反应前后原子的种类个数不变，“发蓝”的原理是：36Fe + 4NaNO2 + 9NaNO3 + 26H2O=12X + 13NaOH + 13NH3↑，X的化学式为Fe3O4；

(3)元素是具有相同质子数的同一类原子的总称，患贫血症的人体内需要补铁元素 ，

(4)铁生锈是铁、氧气、水三种物质共同作用的结果，盐溶液的存在会加速锈蚀，最先观察到铁锈的是部分浸泡在氯化钠溶液中的铁钉，故选C；

(5)由图中信息可知， Fe(OH)2→Fe(OH)3的过程是氢氧化亚铁和氧气、水反应生成氢氧化铁，反应的化学方程式为：4Fe(OH)2 +O2 +2H2O=4Fe(OH)3 ；

(二)

(1)涉及气体的反应都有在气密性良好的装置内进行，连接装置，先检查装置的气密性，再装入药品。

(2)加热或点燃可燃性气体与空气的混合物易发生爆炸，实验时先通入CO，目的是排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸；

(3)实验产生的尾气中除反应生成的二氧化碳外，还有一定量剩余的一氧化碳，该实验装置有一个明显缺陷，是无尾气处理，会污染空气；

(4)控制A中温度在700℃至固体全部变黑，继续通CO至冷却。

①通过测定装置B中固体的质量变化，可知反应生成二氧化碳的质量，然后由铁和二氧化碳的质量关系，可准确求得装置A中剩余固体质量。装置C的作用是防止U型管内的碱石灰吸收空气中的二氧化碳和水蒸气；

②Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2，由方程式可知装置A中固体减少的质量为参加反应的氧化铁中氧元素的质量，A中开始质量为20g，后测得质量为17.2g。减少2.8g，则装置B中固体应增重质量为x：

x=7.7g

(5)经分析A中剩余固体17.2g为Fe和FexOy的混合物，向其中加入足量的稀H2SO4，充分反应，得H2 质量为0.1g。(FexOy和稀H2SO4反应，但无气体产生)

①设固体中Fe质量为y

y=2.8g

②20.0g Fe2O3中铁元素的 质量为20.0g × =14g，氧元素的质量为20.0g-1g=6g，FexOy中铁元素的质量为11.2g，氧元素：3.2g，质量比为56:16，化学式为FeO；

(三)成分探究

(1)由资料可知，反应需要在500℃以上开始进行，温度控制在300℃—500℃范围时，固体质量没有发生变化，原因是没有达到反应温度；

(2)图中H点对应的固体成分是四氧化三铁，化学式是Fe3O4；

(3)图中M点对应固体为FeO ，由3Fe2O3＋CO2Fe3O4＋CO2、Fe3O4＋CO3FeO＋CO2，可得关系式：3Fe2O3~2Fe3O4~6FeO，即Fe2O3~2FeO，

a的数值=18g