Question

4．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）纳米级Fe粉在空气中自燃生成黑色固体，写出该反应的方程式3Fe+2O₂═Fe₃O₄铁丝在空气中只能灼成红热、离火变冷，而纳米级Fe粉在空气中易自燃；说明物质燃烧的剧烈程度与药品的接触面积 有关．
（2）写出Ⅱ中用氢气从FeCl₂置换出铁的反应方程式H₂+FeCl₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+2HCl在Ⅱ中通入氮气的目的保护气．
（3）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．

Answer 1

分析 （1）根据纳米级Fe粉在空气中自燃生成四氧化三铁进行分析；
（2）根据在高温的条件下，H₂与FeCl₂反应，可生成纳米铁粉和氯化氢气体，氮气的化学性质不活泼进行分析；
（3）根据过滤可以将不溶物与可溶物分离进行分析．

解答 解：（1）纳米级Fe粉在空气中自燃生成四氧化三铁，化学方程式为：3Fe+2O₂═Fe₃O₄，纳米级Fe粉在空气中易自燃；说明物质燃烧的剧烈程度与药品的接触面积有关；
（2）在高温的条件下，H₂与FeCl₂反应，可生成纳米铁粉和氯化氢气体，反应的方程式为：H₂+FeCl₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+2HCl，氮气的化学性质不活泼，在Ⅱ中通入氮气的目的保护气；
（3）过滤可以将不溶物与可溶物分离，所以为除去样品中的杂质，在无氧环境下，先加 水溶解，然后再过滤、洗涤、烘干．
故答案为：（1）①3Fe+2O₂═Fe₃O₄，药品的接触面积；
（2）H₂+FeCl₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+2HCl，保护气；
（3）过滤．

点评 本题考查了金属铁的有关性质，完成此题，可以结合题干提供的信息和已学的铁的有关性质进行解答．