Question

【题目】（一）铁材料的有关知识

（1）人类使用金属先后经历了“青铜”、“铁器”时代，到近代才开始大量使用铝材料．这也反映出Cu、Fe、Al三种金属的活动性由强到弱的顺序是_____．

（2）在西汉时期就有“曾青得铁则化为铜”之说，用化学方程式表示其原理_____．

（3）钢铁露置在空气中易生锈，写出一种防止钢铁生锈的方法_____．

以下是同学对铁锈的成分、铁锈制草酸亚铁晶体及草酸亚铁晶体热分解的研究．

（二）用上述铁锈制草酸亚铁晶体（FeC2O4·nH2O）

资料：①FeSO4遇到氧气氧化，会转化为Fe2(SO4)3．

②FeSO4的溶解度如下表：

温度/℃	0	10	30	50	60	70	80	90
溶解度/g	14.0	17.0	25.0	33.0	35.3	33.0	30.5	27.0

（制备流程）

（1）溶液加入过量铁粉，发生的反应有：Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4、_____．充分反应后要趁热过滤的目的是_____．

（2）流程中产生草酸亚铁晶体反应的化学方程式为_____．

（3）制备过程中，溶液中通入氮气的作用是_____．

（三）探究FeC2O4·nH2O热分解的产物及n的值

（实验装置）

资料:①FeC2O4·nH2O为淡黄色粉末；FeO和Fe3O4都是黑色固体，其中FeO易被氧气氧化．

②FeC2O4·nH2O加热至300℃完全失去结晶水；继续加热至400℃，剩余固体受热分解产生黑色固体、CO2和CO．

（实验分析）

（1）若通过E装置中澄清石灰水变浑浊来证明草酸亚铁晶体热分解产生CO，则需在B和C装置之间增加盛有_____（填试剂名称）的洗气瓶．

（2）先鼓入氮气，再加热分解装置的原因是_____．

（3）指出上述实验装置不足之处_____．

（4）取3.60gFeC2O4·nH2O，按上述实验步骤进行实验，测得热分解装置中固体质量随温度变化曲线如下图所示：

①FeC2O4·nH2O中n的值为_____．

②反应后，热分解装置中残留的黑色物质为_____（填化学式）．

③草酸亚铁晶体受热分解的方程式为_____．

④若将图中1.44g固体在空气中充分加热，固体增加0.16g，此固体(铁的氧化物)为_____。

Answer 1

【答案】Al＞Fe＞Cu Fe+CuSO4====Cu+FeSO4 刷漆、涂油等 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 防止FeSO4因结晶而造成损失 (NH4)2C2O4+FeSO4=FeC2O4↓+(NH4)2SO4

或nH2O+(NH4)2C2O4+FeSO4=FeC2O4.·nH2O↓+(NH4)2SO4 防止FeSO4氧化成Fe2(SO4)3 氢氧化钠溶液 排出装置内原有气体，防止产生干扰(合理答案均可） 没有进行尾气处理 2 FeO FeC2O42H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O Fe2O3

【解析】

（一）（1）人类使用金属越早，说明该金属越不活泼，因此三种金属的活动性由强到弱的顺序是Al＞Fe＞Cu；

（2）在西汉时期就有“曾青得铁则化为铜”之说，其原理是铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应的化学方程式为：Fe+CuSO4═Cu+FeSO4；

（3）钢铁露置在空气中易生锈，刷漆、涂油等可以防止钢铁生锈；

（二）（1）溶液加入过量铁粉，铁和硫酸铁反应生成硫酸亚铁，和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+Fe2（SO4）3＝3FeSO4、Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑；充分反应后要趁热过滤的目的是：防止FeSO4因结晶而造成损失；

（2）流程中产生草酸亚铁晶体反应的化学方程式为：(NH4)2C2O4+FeSO4=FeC2O4↓+(NH4)2SO4或（NH4）2C2O4+FeSO4+nH2O＝FeC2O4nH2O↓+（NH4）2SO4；

（3）制备过程中，溶液中通入氮气的作用是防止FeSO4氧化成Fe2（SO4）3；

（三）（1）若通过E装置中澄清石灰水变浑浊来证明草酸亚铁晶体热分解的气体CO，则需在C和D装置之间增加盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶，以吸收二氧化碳气体；

（2）先鼓入氮气，再加热分解装置的原因是：排出装置内原有气体，防止产生干扰；

（3）上述实验装置不足之处是：没有进行尾气处理，会导致一氧化碳扩散到空气中污染环境；

（4）①结晶水质量为：3.60g﹣2.88g＝0.72g

根据题意有144：18n＝2.88g：0.72g

n＝2

②3.60g晶体中铁元素质量为：3.60g×＝1.12g

反应后，热分解装置中残留的黑色物质中铁原子和氧原子个数比为： ＝1：1，即热分解装置中残留的黑色物质是氧化亚铁，化学式为：FeO；

③草酸亚铁晶体受热分解生成氧化亚铁、二氧化碳、一氧化碳和水，反应的化学方程式为：FeC2O42H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O；

④若将图中1.44g固体在空气中充分加热，固体增加0.16g，说明参加反应的氧气质量为0.16g，

此固体（铁的氧化物）中铁原子和氧原子个数比为： ＝2：3，即铁的氧化物是三氧化二铁。