Question

15．硅钢可用于制造变压器的铁芯，某化学兴趣小组的同学为了验证硅钢（主要含有Fe、C、Si），设计了如图的实验流程（有些反应的部分反应物和生成物已省略）．

 查阅资料发现
①氢氧化亚铁是一种白色固体．
②常温下，单质硅（Si）不能与盐酸反应，但能与氢氧化钠溶液反应：Si+2NaOH+H₂O=Na₂SiO₃+2H₂↑．
根据以上信息，回答下列问题：
（1）固体A的成分为碳和硅，滤液B中的阳离子为Fe²⁺、H⁺；
（2）写出步骤⑦中发生反应的化学方程式3C+2Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe+3CO₂↑，该反应的基本反应类型为置换反应；
（3）在过滤操作时，若发现滤液浑浊，应查找原因，处理后重新过滤；
（4）步骤⑤中发生的是化合反应，尝试写出其化学方程式4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，该反应实验现象为固体逐渐由白色变成红褐色．

Answer 1

分析 根据硅钢中的铁和盐酸反应会生成氯化亚铁和氢气，所以滤液B是氯化亚铁和盐酸的混合物，固体A中含有碳、硅，硅和氢氧化钠溶液反应会生成硅酸钠和氢气，所以黑色固体D是碳，氢氧化铁加热生成氧化铁和水，所以E是氧化铁，氧化铁和碳在高温的条件下生成铁和二氧化碳，然后将推出的物质进行验证即可．

解答 解：（1）硅钢中的铁和盐酸反应会生成氯化亚铁和氢气，所以滤液B是氯化亚铁和盐酸的混合物，固体A中含有碳、硅，硅和氢氧化钠溶液反应会生成硅酸钠和氢气，所以黑色固体D是碳，氢氧化铁加热生成氧化铁和水，所以E是氧化铁，氧化铁和碳在高温的条件下生成铁和二氧化碳，经过验证，推导正确，所以A是碳、硅，滤液B中的阳离子为：Fe²⁺、H⁺；
（2）步骤⑦中发生复燃反应是碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，化学方程式为：3C+2Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe+3CO₂↑，该反应的基本反应类型为置换反应；
（3）在过滤操作时，若发现滤液浑浊，应查找原因，处理后重新过滤；
（4）步骤⑤中发生的是化合反应中，反应物是Fe（OH）₂与氧气和水，生成物是氢氧化铁，化学方程式是：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，该反应实验现象为：固体逐渐由白色变成红褐色．
故答案为：（1）碳、硅，Fe²⁺、H⁺；
（2）3C+2Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe+3CO₂↑，置换反应；
（3）查找原因，处理后重新过滤；
（4）4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，固体逐渐由白色变成红褐色．

点评 解答本题关键是要知道回收金属时，是利用排在盐中金属元素前面的金属把盐中的金属元素置换出来，为了反应完全，要加入过量的金属，固体中会混有置换出来的金属和过量的金属，再利用二者性质的不同进行分离．