Question

3．铁是生活中常见的金属．
（1）铁制品在潮湿的空气中特别容易生锈（主要成分为Fe₂O₃），除锈的方法很多，写出盐酸除铁锈的化学方程式Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O．
（2）新型材料纳米级Fe粉具有广泛的用途，它比普通Fe粉更易与氧气反应，其制备工艺流程如下图所示：

请回答下列问题：
①纳米级Fe粉在氧气中能自发燃烧生成黑色固体，此黑色固体的化学式为Fe₃O₄．
②请补充完成上述制备工艺的化学方程式：H₂+FeCl₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+2HCl．
在制备纳米级Fe粉的工艺流程中，N₂的作用是保护．
③研究人员发现最后制得的纳米级Fe粉样品中混有少量的FeCl₂杂质．
为除去样品中的杂质，在无氧环境下，先加水溶解，然后再过滤、洗涤、烘干．
计算烧碱样品中杂质氯化钠的质量分数（请列出计算过程）．

Answer 1

分析 （1）铁锈的主要成分是氧化铁，氧化铁能和稀盐酸反应生成氯化铁和水；
（2）①根据铁与氧气反应生成四氧化三铁考虑；
②根据反应前后各种原子种类和数目不变和氮气化学性质稳定考虑；
③根据铁不溶于水，氯化亚铁溶于水进行混合物的分离．

解答 解：（1）氧化铁能和稀盐酸反应生成氯化铁和水，反应的化学方程式分别为：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；
（2）①铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，所以黑色固体是四氧化三铁；
②反应物的分子中含有2个氢原子、一个铁原子、2个氯原子，生成物中已经含有一个铁原子，还缺少2个氢原子和2个氯原子，所以补充的内容是2HCl；氮气化学性质稳定，在反应中起保护气的作用；
③铁不溶于水，氯化亚铁溶于水，所以加水溶解，再进行过滤、洗涤干燥即可．
故答案为：（1）Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；
（2）①Fe₃O₄；
②2HCl；
③水；过滤

点评 解答本题关键是知道铁燃烧的产物是四氧化三铁，能够灵活运用质量守恒定律解决实际问题，知道不溶性固体和液体分离的方法．