铁是应用最广泛的金属,工业上常采用热还原法制备铁。

(1)工业高炉炼铁采用焦炭、铁矿石等于高炉中共热,并鼓入适量空气,让高温下产生的CO气体还原铁矿石制得铁。这种方法不可避免地混入了非金属单质——碳。纯铁的抗腐蚀能力相当强,而铁碳合金却易发生电化腐蚀。

①写出钢铁发生吸氧腐蚀时的正极反应____________________________________。

②为保护钢铁制品不被腐蚀,可采用的电化学防护方法是(答出一种电化学防护方法的名称)____________________________________。

(2)焊接无缝钢轨时常采用铝热反应制备铁,中学教材中也有Al和Fe2O3的铝热反应实验。

①有人推测,铝热反应实验中所得熔融物中可能混有Al。若用一个简单实验证明含Al,则应选用的试剂是____________,能证明含铝的现象是__________________________。

②若经实验证实熔融物含铝,欲将该熔融物完全溶解,下列试剂中最适宜的是____________(填序号)。

A.浓硫酸                                            B.稀硫酸

C.稀HNO3                                          D.NaOH溶液

③实验研究发现,硝酸发生氧化还原反应时,硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价越低,直到还原成铵根离子()。某同学取一定量熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应,反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中逐滴加入4 mol·L-1的NaOH溶液,所加NaOH溶液的体积(mL) 与产生沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示:

试回答下列问题:

Ⅰ.图中DE段沉淀的物质的量没有变化,此段发生反应的离子方程式为_________________。

Ⅱ.通过图象判断溶液中的离子结合OH-能力最强的是________________,最弱的是________________。

Ⅲ.EF段反应的离子方程式是________________,A与B 的差值是________________mol。

某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究。某高中化学教材中对“铝热反应”的现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知,Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下:

物质

Al

Al2O3

Fe

Fe2O3

熔点/℃

660

2054

1535

1462

沸点/℃

2467

2980

2750

I.(1)某同学推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是:该反应放出的热量使铁熔化,而铝的熔点比铁低,此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理?答_________(填“合理”或“不合理”)

(2)设计一个简单的实验方案,证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是_________,反应的离子方程式为___________________________。

(3)实验室溶解该熔融物,在下列试剂中最适宜的试剂是_________(填序号)。

A.浓硫酸    B.稀硫酸    C.稀硝酸    D.氢氧化钠溶液

Ⅱ.实验研究发现,硝酸发生氧化还原反应时,硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价越低。某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应,反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中,逐滴加入4mol? L-1的氢氧化钠溶液,所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示,试回答下列问题:

(1)图中OC段没有沉淀生成,此阶段发生反应的离子方程式为__________________。

(2)在DE段,沉淀的物质的量没有变化,则此阶段发生反应的离子方程式为_________;上述现象说明溶液中的离子结合的能力最强的是________最弱的是________(填离子符号)。

(3)B与A的差值为_________mol。

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