题目内容
【题目】人类文明与社会进步同金属材料关系密切.
(一)金属的广泛应用
(1)钢铁材料通常分为生铁和钢,这两种铁合金的主要区别就在于_________,写出成语“百炼成钢”中发生反应的化学方程式_________.
(2)高铁酸钾是新型净水剂,化学原理是:4K2FeO4+10H2O=4X+3O2+8KOH,X的化学式是_________ .
(二)金属的锈蚀及防护
(1)下列情况下铁制品最易生锈的是 _________(填序号).
a. 潮湿空气中 b. 干燥空气中 c. 部分浸入食盐水中
(2)铁生锈中存在下列转化:Fe(OH)2
Fe(OH)3,该反应的化学方程式为_________.
(三)铁锈组成分析测定
(1)铁锈中一定含Fe2O3nH2O,可能含FeCO3(FeCO3和稀盐酸的反应与CaCO3相似)),在某铁锈样品中加稀盐酸,_________(填现象),证明不含FeCO3.
(2)另取23.2g只含Fe2O3nH2O的上述铁锈样品,按下图装置实验.
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【查阅资料】
①浓硫酸具有吸水性,碱石灰能吸收水和二氧化碳气体.
②在110℃时,Fe2O3nH2O完全分解为Fe2O3和H2O.
③500℃时Fe2O3才开始被还原,且温度不同时产物可能是Fe3O4、FeO(黑色)、Fe.
(3)向装置中加入铁锈样品前,须进行的操作是________.
(4)实验时,先通入CO的目的是 _________ .
(5)当加热超过500℃时,观察到A中的现象是_________.
(6)下表为加热至700℃时所测数据,下图为A中固体质量和加热温度关系图
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回答下列问题
①Fe2O3nH2O中n的值为_________,图中m的值为_________.
②若无装置D,则所测n的值_________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
③700℃以上时,管内固体产物的化学式为_________;
④该装置有一明显缺陷,如何改进 _________。
【答案】 含碳量的不同 C + O2
CO2 Fe(OH)3 c 4Fe(OH)2+2H2O+O2 =4Fe(OH)3 无气泡产生 检查装置的气密性 排装置中的空气,防止加热时发生爆炸 红棕色粉末变成黑色 4 14.4g 不变 FeO 加尾气处理装置
【解析】(一)(1)生铁是含碳量为2%~4.3%的铁合金,钢是含碳量为0.03%~2%的铁合金,生铁和钢主要成分都是铁,主要区别是含碳量不同;成语“百炼成钢”是减少生铁中的含碳量,发生反应的化学方程式:C+O2
CO2,(2)根据质量守恒定律,反应前后原子的种类和数目不变,反应前K原子8个,Fe原子4个,O原子26个,H原子20个;反应后K原子8个,Fe原子0个,O原子14个,H原子8个,所以4X中含有4个Fe原子,12个O原子,12个H原子,则X的化学式是Fe(OH)3;(二)(1)铁生锈是铁与氧气和水同时作用的,食盐水能加快铁的锈蚀速度,故选c;(2)铁生锈中存在下列转化:Fe(OH)2
Fe(OH)3,该反应的化学方程式为:4Fe(OH)2+2H2O+O2 ==4Fe(OH)3;(三)FeCO3和稀盐酸的反应与CaCO3相似,所以FeCO3和稀盐酸会有二氧化碳气体生成,在某铁锈样品中加稀盐酸,无气泡产生,证明不含FeCO3;(3)向装置中加入铁锈样品前,须进行的操作是检查装置的气密性;(4)实验时,先通入CO的目的是排装置中的空气,防止加热时发生爆炸;(5)500℃时Fe2O3才开始被还原,当加热超过500℃时,氧化铁被还原为铁,观察到A中的现象是红棕色粉末变成黑色;(6)①浓硫酸具有吸水性,B中增加的质量即为水的质量,碱石灰能吸收水和二氧化碳,但该实验中水已被浓硫酸吸收,故C装置增加的质量为生成二氧化碳的质量,Fe2O3nH2O中,根据
,n=4,关系图中m的值为剩余氧化铁的质量和反应生成的铁的质量之和,设参加反应的氧化铁的质量为x,生成铁的质量为y,
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2,
160 112 132
y 4.4g
,
=5.3g,y=3.7g,剩余固体的质量为:23.2g(5.3g+7.2g)+3.7g=14.4g;②根据①的分析,若无装置D,则所测n的值不变;③700℃以上时,管内固体产物的化学式为FeO;④一氧化碳有毒,是空气污染物,故该装置有一明显缺陷,如何改进加尾气处理装置。