今年扬州迎来高铁交通发展的高潮。高铁给我们带来的不仅是交通方便,出行快捷,甚至是带来旅游业的繁荣。制造铁轨需要大量的合金钢,新集中学化学兴趣小组为此展开探究:

(一)工业上炼铁炼钢和轧制钢材的主要流程如下图:

已知:生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%。

(1)炼铁的固体原料中加入焦炭的作用是_____,_____(用方程式表示);

(2)炼铁的固体原料需经过粉碎,其目的是_____;

(3)热空气和高炉气体的主要成分有一种相同,这种气体是_____(填化学式);

(4)炼钢炉中,通入纯氧而不用空气的目的是_____。将钢锭轧成钢板,体现了金属的_____性。

(二)该兴趣小组发现未经处理的钢铁容易生锈。同学们接着探究了铁生锈的相关问题。

(知识回顾)铁生锈的条件为铁与_____、_____同时接触,为了防止铁制品生锈,应采取的措施是_____(写出一种)。

(查阅资料)铁锈成分复杂,化学式可简单表示为Fe2O3•nH2O,在加热时会分步反应,首先失去结晶水,其反应可表示为Fe2O3•nH2OFe2O3+nH2O。浓硫酸可以吸水,碱石灰可以吸收水和二氧化碳。

(提出问题)铁锈(Fe2O3•nH2O)中n的值等于多少呢?

(问题探究)小明发现实验室中有一保管不善的铁粉,大部分已经结块成红褐色,为了探究铁锈(Fe2O3•nH2O)的组成,称取27.0g这种铁粉样品,按如图2所示装置进行实验。

(1)实验前应先_____;

(2)为了保证实验安全,实验开始时应先_____,目的是_____;

(3)D的作用是_____;

(4)请指出该装置中有一处明显不足_____;

(数据处理)图3是加热时间和A中固体质量关系图象,下表是B、C中质量不再变化时B中浓硫酸、C中碱石灰装置质量变化情况。

反应前(g)

反应后(g)

B

100

105.4

C

150

163.2

(5)铁锈(Fe2O3•nH2O)中n的值是_____;

(6)写出T3﹣T4时间段发生反应的化学方程式_____;

(7)计算原样品中单质铁的质量分数是_____。(计算结果保留到0.1%)

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