Question

【題目】人類文明與社會進步同金屬材料關系密切．

（一）金屬的廣泛應用

（1）鋼鐵材料通常分為生鐵和鋼，這兩種鐵合金的主要區別就在于_________，寫出成語“百煉成鋼”中發生反應的化學方程式_________．

（2）高鐵酸鉀是新型凈水劑，化學原理是：4K2FeO4+10H2O=4X+3O2+8KOH，X的化學式是_________ ．

（二）金屬的銹蝕及防護

（1）下列情況下鐵制品最易生銹的是 _________（填序號）．

a. 潮濕空氣中 b. 干燥空氣中 c. 部分浸入食鹽水中

（2）鐵生銹中存在下列轉化：Fe(OH)2 Fe(OH)3，該反應的化學方程式為_________．

（三）鐵銹組成分析測定

（1）鐵銹中一定含Fe2O3nH2O，可能含FeCO3（FeCO3和稀鹽酸的反應與CaCO3相似)），在某鐵銹樣品中加稀鹽酸，_________（填現象），證明不含FeCO3．

（2）另取23.2g只含Fe2O3nH2O的上述鐵銹樣品，按下圖裝置實驗．

【查閱資料】

①濃硫酸具有吸水性，堿石灰能吸收水和二氧化碳氣體．

②在110℃時，Fe2O3nH2O完全分解為Fe2O3和H2O．

③500℃時Fe2O3才開始被還原，且溫度不同時產物可能是Fe3O4、FeO（黑色）、Fe．

（3）向裝置中加入鐵銹樣品前，須進行的操作是________．

（4）實驗時，先通入CO的目的是 _________ ．

（5）當加熱超過500℃時，觀察到A中的現象是_________．

（6）下表為加熱至700℃時所測數據，下圖為A中固體質量和加熱溫度關系圖

回答下列問題

①Fe2O3nH2O中n的值為_________，圖中m的值為_________．

②若無裝置D，則所測n的值_________（填“偏大”、“偏小”或“不變”）

③700℃以上時，管內固體產物的化學式為_________；

④該裝置有一明顯缺陷，如何改進　_________。

Answer 1

【答案】 含碳量的不同 C + O2 CO2 Fe(OH)3 c 4Fe(OH)2+2H2O+O2 ＝4Fe(OH)3 無氣泡產生 檢查裝置的氣密性 排裝置中的空氣，防止加熱時發生爆炸 紅棕色粉末變成黑色 4 14.4g 不變 FeO 加尾氣處理裝置

【解析】（一）（1）生鐵是含碳量為2%～4.3%的鐵合金，鋼是含碳量為0.03%～2%的鐵合金，生鐵和鋼主要成分都是鐵，主要區別是含碳量不同；成語“百煉成鋼”是減少生鐵中的含碳量，發生反應的化學方程式：C+O2CO2，（2）根據質量守恒定律，反應前后原子的種類和數目不變，反應前K原子8個，Fe原子4個，O原子26個，H原子20個；反應后K原子8個，Fe原子0個，O原子14個，H原子8個，所以4X中含有4個Fe原子，12個O原子，12個H原子，則X的化學式是Fe(OH)3；（二）（1）鐵生銹是鐵與氧氣和水同時作用的，食鹽水能加快鐵的銹蝕速度，故選c；（2）鐵生銹中存在下列轉化：Fe(OH)2 Fe(OH)3，該反應的化學方程式為：4Fe(OH)2+2H2O+O2 ==4Fe(OH)3；（三）FeCO3和稀鹽酸的反應與CaCO3相似，所以FeCO3和稀鹽酸會有二氧化碳氣體生成，在某鐵銹樣品中加稀鹽酸，無氣泡產生，證明不含FeCO3；（3）向裝置中加入鐵銹樣品前，須進行的操作是檢查裝置的氣密性；（4）實驗時，先通入CO的目的是排裝置中的空氣，防止加熱時發生爆炸；（5）500℃時Fe2O3才開始被還原，當加熱超過500℃時，氧化鐵被還原為鐵，觀察到A中的現象是紅棕色粉末變成黑色；（6）①濃硫酸具有吸水性，B中增加的質量即為水的質量，堿石灰能吸收水和二氧化碳，但該實驗中水已被濃硫酸吸收，故C裝置增加的質量為生成二氧化碳的質量，Fe2O3nH2O中，根據，n=4，關系圖中m的值為剩余氧化鐵的質量和反應生成的鐵的質量之和，設參加反應的氧化鐵的質量為x，生成鐵的質量為y，

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，

160 112 132

y 4.4g

， =5.3g，y=3.7g，剩余固體的質量為：23.2g(5.3g+7.2g)+3.7g=14.4g；②根據①的分析，若無裝置D，則所測n的值不變；③700℃以上時，管內固體產物的化學式為FeO；④一氧化碳有毒，是空氣污染物，故該裝置有一明顯缺陷，如何改進加尾氣處理裝置。