题目内容

【题目】铁是生活中常用的金属,请你根据学习回答下列问题

(1)金属元素在自然界中分布很广,除极少数不活泼的金属(如铂、金、银)以 形式存在,其余大多数以化合物的存在。金属化合物在自然界中以矿物的形式存在。含有矿物的岩石称作为矿石。铁的矿物主要有赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿等,生产生活中常用金属矿物冶炼金属,而一般情况下,不选择黄铁矿(FeS2)来炼铁,原因之一是

原因二是生成的二氧化硫会污染空气。

(2)冬天使用的“取暖片”中,发热剂的主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠、水等,发热剂需接触到空气才会发热,原因是铁要与 、 等物质共同作用才会“生锈”。

(3)第一种新型材料纳米级Fe粉在空气中易自燃,它能用作高效催化剂。实验室采用还原法制备纳米级Fe粉,其流程如图所示:

①完成上述制作工艺Ⅱ中发生置换反应的化学方程式(氮气不参与反应): 。

②在制备纳米级Fe粉的工艺流程中,通入N2的目的是 。

第二种新型纳米材料MFe2OX(3<x<4)中M表示+2价的金属元素,在反应中化合价不发生变化。常温下,MFe2OX能使工业废气中的SO2转化为S,转化流程如下图所示:已知MFe2Oy中Fe为+3价。

③比较X Y(填大于、对于或小于)

④该化学反应中SO2 (填是或不是)催化剂。

(4)为了研究炼铁的主要反应原理,某化学兴趣小组的同学用一氧化碳还原氧化铁做实验。装置如图所示。请回答下列问题:

①组装好仪器后,检查气密性并在玻璃管中装入红色氧化铁粉末后的实验操作顺序为

A.通一氧化碳

B.点燃给硬质玻璃管加热的酒精喷灯

C.点燃处理尾气的酒精灯

D.检验一氧化碳的纯度

②实验中硬质玻璃管内可以观察到的现象为:

③焦炭和一氧化碳都能在高温下跟铁矿石中的氧化铁反应,生成铁和二氧化碳,试写出焦炭与氧化铁反应的方程式:

④右侧尾气处理的原理用化学方程式表示为:

⑤某学校研究性学习小组为了测定某炼铁厂生产出来的生铁(铁碳合金,其中含碳量2~4.3%)是否达到要求,取来了一些生铁样品,并取稀盐酸100g,平均分成4份,进行实验,结果如下:

实验

1

2

3

4

稀盐酸的质量/g

25

25

25

25

加入样品的质量/g

3

6

9

12

生成的H2质量/g

0.1

0.2

0.25

m

Ⅰ上表中的m的数值为 。

Ⅱ试计算这种生铁样品中碳的质量分数并判断是否达到要求。(写出计算过程,计算结果保留小数点后一位)

【答案】(1)单质(游离态) 含铁量低且含硫元素,冶炼过程中会产生二氧化硫

(2)H2O、O2

(3)①FeCl2 + H2高温Fe +2HCl

②防止生成的铁粉遇氧气自燃(隔离氧气防止铁粉氧化)③小于④不是

(4)① dcba ② 红棕色固体变黑色 ③ 3C+2Fe2O3==4Fe+3CO2 ↑

④2CO + O2 点燃 2CO2 ⑤Ⅰ、0.25 Ⅱ、不符合要求

【解析】

试题分析:(1)金属元素在自然界中分布很广,除极少数不活泼的金属(如铂、金、银)以单质(游离态)形式存在;一般情况下,不选择黄铁矿(FeS2)来炼铁,原因之一:含铁量低且含硫元素,冶炼过程中会产生有毒气体二氧化硫

(2)铁生锈的条件是与空气中 H2O、O2等物质共同作用的结果

(3)①根据工艺流程Ⅱ中发生置换反应的化学方程式为:FeCl2 + H2高温Fe +2HCl

②由于纳米级Fe粉在空气中易自燃,故在制备纳米级Fe粉的工艺流程中,通入N2的目的是防止生成的铁粉遇氧气自燃(隔离氧气防止铁粉氧化)

③根据信息:常温下,MFe2OX能使工业废气中的SO2转化为S,同时转化为MFe2Oy,由于SO2转化为S,提供了氧,根据质量守恒定律,原子的个数不变,故X小于Y

④该化学反应中SO2是反应物,而不是催化剂

(4)① 由于一氧化碳不纯在点燃或加热时可能爆炸,故反应前要先通CO,排尽装置内的空气;同时一氧化碳有毒,故要进行尾气处理,所以实验操作顺序为:dcba

②氧化铁被还原成单质铁,故实验中硬质玻璃管内可以观察到的现象为: 红棕色固体变黑色

③焦炭和一氧化碳都能在高温下跟铁矿石中的氧化铁反应,生成铁和二氧化碳,反应的方程式为:3C+2Fe2O3高温4Fe+3CO2 ↑

④右侧尾气处理的原理是利用一氧化碳的可燃性,故化学方程式表示为:2CO + O2 点燃 2CO2

⑤数据的分析和处理题,一定要找出数据的规律性,同时发现规律被打破的原因,很明显该数据的规律是:固定稀盐酸的质量25g不变,每加入样品的质量为3g,生成的H2质量0.1g,所以当加入加入样品的质量为9g时,生成的H2质量0.3g,而实际生成的H2质量0.25g,规律被打破,说明反应结束,稀盐酸不够,故上表中的m的数值为0.25

Ⅱ、根据化学方程式:Fe+2HCl ==== FeCl2 +H2 ↑中Fe与H2的质量关系,可计算出铁的质量,进一步算出生铁样品中碳的质量分数

解:设铁的质量为x

Fe +2HCl ==== FeCl2 + H2 ↑

56 2

x 0.1g

56/x==2/0.1g

x=2.8g

生铁样品中碳的质量分数=(3g-2.8g)/3g=6.7%,不在2~4.3%之间

所以不符合要求

练习册系列答案
相关题目

【题目】多角度认识物质,能帮助我们更全面了解物质世界。以氧气和二氧化碳为例,回答下列问题:

(1)认识物质的组成和构成

①从宏观上看,氧气和二氧化碳都由 (选填“元素”、“原子”或“分子”)组成。

②从微观上看,氧气和二氧化碳都由 (选填“元素”、“原子”或“分子”)构成。

(2)认识物质的性质

①氧气的化学性质比较活泼。纳米铁粉在氧气中可自燃生成氧化铁,反应的化学方程式为 。

②将蘸有酒精的棉芯点燃后放入烧杯中,向烧杯中缓缓倾倒二氧化碳,观察到烧杯中的棉芯自下而上熄灭

(如图)。说明二氧化碳具有的性质有 ,由此可推知的灭火原理是 。若要使棉芯下半段恢复燃烧,最简单的操作方法是 。

(3)认识物质的制法

①某同学用软塑料瓶自制气体发生装置,通过捏放瓶身可随时控制反应发生和停止(如右图)。若利用该装置制氧气,反应的化学方程式为 。若利用该装置制二氧化碳,通常不选用大理石和稀硫酸作为反应物,理由是 。

②工业上常用液化空气制氧气,该过程发生 (选填“物理变化”或“化学变化”)。

(4)辩证地认识物质

①量变引起质变。例如:碳在充足氧气中燃烧生成二氧化碳,在不充足的氧气中燃烧生成 (填化学式)。

②功过相对论。从“二氧化碳导致温室效应”的事实分析,“过”:使全球气候变暖导致海平面上升等;“功”: (举一例)。

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网