Question

铁是生活中常用的金属．是某“取暖片”外包装的图片（如图1）．该“取暖片”中发热剂主要成分有铁粉、氯化钠、水、活性炭等，其发热是利用铁生锈时会放热的原理．

（1）①发热剂需接触到空气才会发热，原因是铁要与

 

和

 

共同作用才会生锈．
②推测发热剂成分中氯化钠的作用是

 

．
③举例生活中防止金属铁生锈的两种方法：

 

、

 

．
（2）化学兴趣小组的甲、乙、丙、丁四位同学对“取暖片”的成分产生了兴趣．
Ⅰ．甲同学预测定“取暖片”中铁粉的含量．取5.7g“取暖片”样品，投入装有10.0g稀盐酸（足量）的烧杯（烧杯质量10.0g）中．在化学反应过程中对烧杯进行了五次称量，数据记录如下表：

反应时间	t0	t1	t2	t3	t4
烧杯和药品质量/g	25.7	25.6	25.5	25.5	m

①表格中m的值为

 

克；反应中共产生氢气

 

克；
②“取暖片”样品铁粉的质量分数

 

（精确到0.1%）
③乙同学提出质疑，他认为甲同学的实验测定方案不合理，会导致Fe%结果偏大，试分析可能的原因：

 

Ⅱ．丙同学预测定一包已变质“取暖片”中Fe₂O₃的质量分数．取10g已变质“取暖片”样品与过量的木炭粉混合，如图2所示装置完成实验．（木炭粉有还原性，NaOH溶液用来吸收反应生成的CO₂，杂质不参加反应）
①实验中持续通入干燥的氮气，加热前缓缓通入一段时间的作用是

 

②直玻璃管中发生的反应方程式

 

③充分反应后，丙同学测定NaOH溶液的质量增加了3.3g，通过计算帮助丙同学求出已变质“取暖片”样品中Fe₂O₃的质量分数．
④丁同学提出质疑，他认为丙同学的测定方案不合理，会导致Fe₂O₃%的结果偏小，说一说他的理由：

 

（1条即可）

Answer 1

考点：金属锈蚀的条件及其防护,实验探究物质的组成成分以及含量,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式,根据化学反应方程式的计算

专题：金属与金属材料

分析：（1）铁与水和氧气充分接触时容易生锈，盐溶液能够促进铁生锈；
（2）铁与盐酸能反应生成氢气；根据氢气的质量求算铁的质量；根据一氧化碳于氧化铁的反应进行分析判断即可．

解答：解：（1）①铁要与氧气和水共同作用才会生锈，故填：氧气，水；
②盐存在时，会使铁生锈的速度加快，故填：加快铁的生锈速度；
③防锈就是破坏铁生锈的条件，可以刷漆或者涂油，故填：刷漆，涂油；
（2）Ⅰ①t₁和t₂时烧杯中的质量相同，故反应进行完全，质量不再改变，m=25.5，生成氢气的质量为5.7g+10.0g+10.0g-25.5g=0.2g，故填：25.5，0.2；
②设铁的质量为x
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
56                    2
x                     0.2g

56

x

=

2

0.2g

 x=5.6g
铁的质量分数为：

5.6g

5.7g

×100%≈98.2%；
③产生的氢气从溶液中逸出，会带出水蒸气，导致测得氢气的质量偏大，从而铁的质量分数偏大，故填：产生的氢气从溶液中逸出，会带出水蒸气，导致测得氢气的质量偏大；
Ⅱ①实验中持续通入干燥的氮气，加热前缓缓通入一段时间的作用是排尽装置内的空气，防止加热时产生爆炸，故填：排尽装置内的空气；
②碳和氧化铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，故填：3C+2Fe₂O₃

高温  .

4Fe+3CO₂；
③NaOH溶液的质量增加了3.3g，说明生成二氧化碳的质量是3.3g，设氧化铁的质量为x
3C+2Fe₂O₃

高温  .

4Fe+3CO₂
     320          132
     x           3.3g

320

x

=

132

3.3g

  x=8g
 已变质“取暖片”样品中Fe₂O₃的质量分数为：

8g

10g

×100%=80%；
④木炭过量，则在高温的条件下木炭会与生成的二氧化碳反应生成一氧化碳，导致二氧化碳的质量偏小，从而计算的氧化铁的质量分数偏小，故填：在高温的条件下木炭会与生成的二氧化碳反应生成一氧化碳，导致二氧化碳的质量偏小．

点评：本题考查了金属的有关性质以及根据化学方程式的计算，完成此题，可以依据已有的知识结合题干题干的信息进行．