Question

【题目】目前，我国钢铁产量居世界第一，为国民经济的发展奠定了坚实的基础。

（一）铁的广泛应用

某品牌的麦片中含微量铁粉，食用后可在胃酸的作用下转化为人体可吸收的铁元素，反应的化学方程式为 。

（二）铁锈成分的探究

（1）右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）。

（2）.铁生锈的主要过程为：Fe Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe2O3·xH2O

次要过程为：Fe FeCO3

写出Fe Fe(OH)2反应的化学方程式 。

（3）.铁锈组成成分的确定

某铁锈成分为Fe2O3·xH2O和FeCO3。为确定其组成，兴趣小组称取此铁锈样品25.4g，在科研人员的指导下用下图装置进行实验。

【查阅资料】①Fe2O3·xH2O失去结晶水温度为110℃，FeCO3在282℃分解为FeO和CO2。②温度高于500℃时铁的氧化物才能被CO还原。③碱石灰的主要成分是氢氧化钠和氧化钙。

①装配好实验装置后，首先要 。

②装置A中的反应为：H2C2O4 (草酸) CO↑+CO2↑+H2O。通过B、C装置可得到干燥、纯净的CO气体，洗气瓶B中应盛放 （选填序号）。

a．浓硫酸 b．澄清的石灰水 c．氢氧化钠溶液

③现控制D装置中的温度为300℃对铁锈进行热分解，直至D装置中剩余固体质量不再变化为止，冷却后装置E增重3.6g，装置F增重2.2g。

则样品中FeCO3的质量m(FeCO3)＝ g，x＝ 。

④若缺少G装置，测得的m(FeCO3) （选填“偏大”、“偏小”、“不变”，下同），

x的值会 。

（三）炼铁过程的探究

⑴.写出工业上用赤铁矿（主要成分Fe2O3）炼铁主要原理的化学方程式 。

【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＋COFe＋CO2

⑵.将上述300℃热分解后的D装置中剩余固体继续分阶段升温，进行CO还原铁的氧化物炼

铁过程的探究。加热时测定D中剩余固体质量随温度变化的曲线如右图所示。图中M点对应的a＝ 。

Answer 1

【答案】㈠Fe+2HClFeCl2+H2↑

㈡⑴C⑵2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2⑶①查装置的气密性②c③5.8、2④偏大、偏大

㈢①Fe2O3+3CO2Fe+3CO2②18

【解析】

试题分析：㈠ 胃酸的主要成分是盐酸，可与铁发生置换反应，反应方程式为：Fe+2HClFeCl2+H2↑

㈡⑴铁与氧气、水同时接触时容易生锈，与盐、酸接触时更容易生锈，故选C；

⑵铁与氧气和水同时反应生成氢氧化亚铁，反应方程式为：2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2；

⑶①装配好实验装置后，先检查装置的气密性，再进行实验；②要得到干燥、纯净的一氧化碳，应先去除二氧化碳，再进行干燥，故B瓶中应该装的是吸收二氧化碳的物质，选c；③浓硫酸有吸水性，碱石灰会与二氧化碳反应，加热到了300℃，一氧化碳不会还原氧化铁，浓硫酸增加的质量是水的质量，来自铁锈，碱石灰增加的质量来自碳酸亚铁分解生成的二氧化碳，所以依据碳元素守恒进行计算，设碳酸亚铁的质量为y，，y=5.8g；由此可知，Fe2O3·xH2O的质量为25.4g－5.8g=19.6g，根据氢元素守恒，，x=2；④G装置中的碱石灰能吸收空气中的二氧化碳和水，若缺少G装置，会导致F装置中收集的二氧化碳的质量偏大，从而测得的FeCO3的质量偏大；Fe2O3·xH2O中x偏大。

㈢①工业上用赤铁矿炼铁的化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

②根据题意可知，加热到300℃，FeCO3分解为FeO，继续升温，一氧化碳还原铁的氧化物，加热到700℃，氧化铁被一氧化碳还原为氧化亚铁，故M点的质量为碳酸亚铁分解与氧化铁被还原得到的氧化亚铁之和。 根据铁元素守恒，设碳酸亚铁分解生成的氧化亚铁的质量为m，

FeCO3～FeO

116 72

5.8g m

m=3.6g

Fe2O3·2H2O的质量为19.6g，Fe2O3的质量为，

设氧化铁生成的氧化亚铁的质量为n

Fe2O3～2FeO

160 2×72

16g n

n=14.4g

所以M点对应的a=3.6g+14.4g=18g