题目内容

25.钢铁工业是国家工业的基础。2006年我国粗钢产量突破4亿吨，居世界首位。某中学社会实践活动小组利用假期对当地钢铁厂进行了调研，对从矿石开始到钢铁产出的工艺流程有了全面的感性认识。请您对社会实践活动小组感兴趣的问题进行计算：

（1）将6.62g铁矿石样品投入适量的盐酸中（充分反应），过滤，然后在滤液中加过量的NaOH溶液，充分反应后，过滤、洗涤、灼烧得4.80gFe2O3。现以该铁矿石为原料炼铁，若生产过程中铁元素损失4%，计算每生产1.00t生铁（含铁96%），至少需要这种铁矿石多少吨？（保留两位小数）

（2）取某钢粉末28.12g（假设只含Fe和C），在氧气流中充分反应，得到CO2气体224mL（标准状况）。

①计算此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比。

②再取三份不同质量的钢样粉末分别加到100mL相同浓度的H2SO4溶液中，充分反应后，测得的实验数据如下表所示：

实验序号

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

加入钢样粉末的质量/g

2.812

5.624

8.436

生成气体的体积/L（标准状况）

1.120

2.240

2.800

计算硫酸溶液的物质的量浓度。

③若在实验Ⅱ中继续加入mg钢样粉末，计算反应结束剩余的固体质量为多少？

（用含m的代数式表示）

(1)解： 6.62g铁矿石中铁的质量为m(Fe)=4.80g×=3.36g生产1.00t生铁需铁矿石的质量为：

m(铁矿石=

答：至少需要这种铁矿石1.97t。

（2）①n(C)=

m(C)=0.010mol×12g·mol-1=0.12g

答：此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比为50：1.

②根据实验Ⅲ可得：

  Fe+H2SO4==FeSO4+H2

        1 mol                 22.4L

    n(H2SO4)             2.800L

n(H2SO4)=0.125mol

c(H2SO4)==1.25 mol·L-1

答：硫酸溶液的物质的量浓度为1.25mol·L-1.

③当钢样粉末中的铁未全部溶液解时（m＞1.406g），剩余的固体质量为：

（5.624g+mg）-0.125mol×56g·mol-1=(m-1.376)g

当钢样粉末中的铁全部溶液解时（m1.406g），剩余的固体质量为：（5.624＋m）g×

答：当铁未完全溶解时，剩余固体的质量为（m-1.376）g;当铁完全溶解时，剩余固体的质量为。


练习册系列答案
相关题目
Ⅰ．钢铁工业是国家工业的基础．请回答钢铁腐蚀、防护过程中的有关问题．
请写出钢铁在碱性、潮湿的环境下发生电化学腐蚀正极的电极反应式：
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-
下列哪个装置示意图可防止铁棒被腐蚀
BD
BD
．
Ⅱ．某同学利用CuSO4溶液，进行以下实验探究．
①图1是根据反应Zn+CuSO4═Cu+ZnSO4设计成的锌铜原电池．Cu极的电极反应式是
Cu 2++2e-═Cu
Cu 2++2e-═Cu
，盐桥中是含有琼胶的KCl饱和溶液，电池工作时K+向
乙
乙
移动（填“甲”或“乙”）．
②图2中，Ⅰ是甲烷燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）的结构示意图，该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜，则b处通入的是
O2
O2
（填“CH4”或“O2”），a处电极上发生的电极反应式是
CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O
CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O
；当铜电极的质量变化3.2g，则消耗的CH4在标准状况下的体积为
0.28
0.28
L．
（2011?德州模拟）钢铁工业是国家工业的基础，钢铁生锈现象却随处可见，为此每年国家损失大量资金．请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题．

（1）钢铁的电化学腐蚀原理如图1所示：
①写出石墨电极的电极反应式
O2+4e-+2H2O═4OH-
O2+4e-+2H2O═4OH-
；
②将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在图1虚线框内所示位置作出修改，并用箭头标出导线中电子流动方向．
③写出修改后石墨电极的电极反应式
2Cl--2e-═Cl2↑
2Cl--2e-═Cl2↑
．
（2）生产中可用盐酸来除铁锈．现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式
2FeCl3+Fe═3FeCl2
2FeCl3+Fe═3FeCl2
．
（3）在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀．装置示意如图2：
①A电极对应的金属是
铜
铜
（写元素名称），B电极的电极反应式是
Cu2++2e-═Cu
Cu2++2e-═Cu
．
②若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12g，则电镀时电路中通过的电子为
0.08
0.08
 mol．
③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因
铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀
铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀
．
Ⅰ．钢铁工业是国家工业的基础．请回答钢铁腐蚀、防护过程中的有关问题．请写出钢铁在碱性、潮湿的环境下发生电化学腐蚀正极的电极反应式：
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-
；图1中哪个装置示意图可防止铁棒被腐蚀
BD
BD
．

Ⅱ．某小组为研究电化学原理，设计如图2的装置．请回答下列问题：
（1）a和b不连接时，铁片上发生反应的离子方程式为
Fe+Cu2+=Fe2++Cu
Fe+Cu2+=Fe2++Cu
，此时能量转化形式主要是化学能转化为
热
热
能．
（2）a和b用导线连接时，外电路中的电子是从
Fe
Fe
电极流出（填“Fe”或“Cu”），
SO42-
SO42-
（填Cu2+或SO42-）离子朝负极移动，Cu极所发生反应的电极反应式为
Cu2++2e-=Cu
Cu2++2e-=Cu
．
（3）现在要在铁片上镀一层金属铜，则a极要和直流电源的
正
正
（填“正极”或“负极”）连接；此时铜片上发生的电极反应式为
Cu-2e-=Cu2+
Cu-2e-=Cu2+
．
钢铁工业是国家工业的基础，钢铁生锈现象却随处可见，为此每年国家损失大量资金．请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题．
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（1）钢铁的电化学腐蚀原理，在酸性环境中发生析氢腐蚀，在中性或碱性环境中发生吸氧腐蚀．
①分别写出图1中铁电极和石墨电极的电极反应式：
 
．
②将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在图1虚线框内所示位置作出修改，并用箭头标出导线中电子流动方向．
③写出修改后石墨电极的电极反应式
 
．
（2）工业上常用盐酸除去铁锈．现将一生锈的铁片放入盐酸中，溶液中可能发生的化学反应的化学方程式有
 
．
（3）在实际生产中，可在铁制品的表面镀铜防止铁被腐蚀．装置示意如图2：
①A电极对应的金属是（写元素名称）
 
，B电极的电极反应式是
 
；
②若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12g，则电镀时电路中通过的电子为
 
mol．
③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因
 
．

（6分）钢铁工业是国家工业的基础。请回答钢铁冶炼、腐蚀、防护过程中的有关问题。

(1)工业用热还原法炼铁，写出由CO还原赤铁矿(主要成分为Fe2O3)的化学方程式：____    ______________。

(2)铁在潮湿的空气中容易被腐蚀为铁锈(Fe2O3·xH2O)，反应的化学方程式为_____________ ___   _________。

 (3)生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被完全除尽后，溶液中继续发生的化合反应的化学方程式为____________________________。

 

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