题目内容

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,其制备工艺流程如图所示:请回答下列问题:

(1)上述流程中可加回收利用的物质是氮气,在制备纳米级 Fe 粉的工艺流程中,其作用是保护气,防止铁被氧化.
(2)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.
(3)上述制备纳米级铁粉的化学方程式H2+FeCl2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+2HCl,其反应类型为置换反应.
(4)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,为了除去样品中的杂质,在无氧环境下,先加水溶解,然后再过滤、洗涤、烘干.

分析 (1)根据工艺流程图以及物质的性质来分析;
(2)根据铁与氧气反应生成四氧化三铁考虑;
(3)根据反应的原理以及反应类型的判断方法来分析;
(4)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)由工艺流程图可知,氮气是可以回收利用的,因为氮气没有参加反应,在制备过程中,是利用了氮气的化学性质稳定,来做保护气,防止铁粉氧化;故填:氮气;保护气,防止铁被氧化;
(2)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;故填:Fe3O4;
(3)在高温的条件下,氢气与氯化亚铁反应生成铁和氯化氢,该反应是由单质与化合物反应生成另一种单质与另一种化合物,属于置换反应;故填:H2+FeCl2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+2HCl;置换反应;
(4)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;故填: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.

练习册系列答案
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12.在一次化学实验中,同学们将饱和硫酸铜溶液逐滴加到5mL饱和氢氧化钠溶液中,观察到以下异常实验现象:
实验序号滴加CuSO4溶液的量实验现象
①第1~6滴有蓝色沉淀,但振荡后沉淀消失,形成亮蓝色溶液
②第7~9滴产生蓝色沉淀,且沉淀逐渐增多,振荡后沉淀不消失,很快沉淀逐渐变黑色
在实验①中同学们根据所学初中化学知识判断蓝色沉淀是氢氧化铜,请你写出生成蓝色沉淀的化学方程式CuSO4+2NaOH═Cu(OH)2↓+Na2SO4.
实验①中蓝色沉淀为什么消失?同学们继续进行如下探究.
【查阅资料】I.氢氧化铜在温度70℃-80℃时可分解生成氧化铜;
II.四羟基合铜酸钠[Na2Cu(OH)4]溶于水,溶液呈亮蓝色.
【猜想与讨论】小陶认为蓝色沉淀消失可能是氢氧化铜发生了分解.其他同学一致否定了他的猜测,理由是如分解则会生成氧化铜是黑色固体,而蓝色沉淀消失后是形成亮蓝色溶液.
同学们交流讨论后,提出以下两种猜想.
猜想一:少许氢氧化铜可溶于足量水中.
猜想二:氢氧化铜可在足量氢氧化钠浓溶液中溶解,溶液呈亮蓝色.
【实验探究】同学们用氢氧化铜粉末(其它试剂可任选)设计如下实验.请填写表中空格.
实验序号实验方法与操作实验现象结论
③将少许Cu(OH)2粉末加到5mL蒸馏水中,充分振荡沉淀不溶解,液体仍为无色猜想一错误
④将少许Cu(OH)2粉末加入到足量氢氧化钠浓溶液中,充分振荡固体溶解,溶液呈亮蓝色猜想二正确
【结论与反思】(1)根据实验,并进一步查阅资料知道,氢氧化铜在氢氧化钠溶液中溶解生成Na2Cu(OH)4,反应的化学方程式是2NaOH+Cu(OH)2=Na2Cu(OH)4.
(2)根据实验可知饱和硫酸铜溶液与饱和氢氧化钠溶液的反应是放热反应,依据的实验现象是蓝色沉淀逐渐变为黑色.
(3)写出氢氧化铜受热分解生成黑色固体的化学方程式Cu(OH)2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H2O.

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