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:
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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。
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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:
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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
【题目】溶液在生命活动和生产、生活中都起到十分重要的作用.
(1)将少量下列调味品加入水中,不能形成溶液的是 .
A.食盐 B.蔗糖 C.味精 D.芝麻油
(2)碘酒中的溶剂为 .
(3)在一定温度下,向质量均为50g的4份水中分别加入一定量的KNO3固体,搅拌至充分溶解得到溶液.加入KNO3固体的质量与所得溶液的质量如下表:
实验编号 | a | b | c | d |
加入KNO3固体的质量/g | 45 | 50 | 55 | 60 |
所得溶液的质量/g | 95 | 100 | 105 | 105 |
①实验a、b、c、d中,所得溶液一定饱和的是 (填写实验编号).
②该温度下,KNO3的溶解度是 g.
③取实验b所得溶液,若使其溶质质量分数变为20%,需加水 g.
(4)在氯化亚铁和氯化铜的混合溶液中加入一定量的镁粉,充分反应后过滤,向滤出的固体中滴加稀盐酸,有气泡产生,则滤出的固体一定有 ,滤液中一定含有的溶质是 .