Question

鋼鐵是使用最多的金屬材料．
（1）生銹的鐵釘可以加適量的鹽酸去除，化學(xué)方程式：

 

，一會(huì)兒還會(huì)出現(xiàn)冒氣泡的現(xiàn)象，原因（用化方表示）：

 

（2）實(shí)驗(yàn)室模擬煉鐵原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到的尾氣是CO和CO₂的混合氣體．現(xiàn)欲利用如圖裝置將該混合氣體進(jìn)行分離，圖中a、b、c、d均為活塞．
①檢查裝置的氣密性．
甲、乙、丙裝置內(nèi)放入一定量水，使長(zhǎng)導(dǎo)管口浸沒(méi)在水面以下，關(guān)閉b、c，打開(kāi)a、d，并在最右端導(dǎo)管口接注射器．當(dāng)向外緩慢拉動(dòng)注射器活塞時(shí)，如果整套裝置氣密性良好，則能觀察到的現(xiàn)象是

 

．
②分離CO和CO₂的混合氣體．可供選擇的試劑有：稀硫酸、濃硫酸、氫氧化鈉溶液、澄清石灰水．
步驟Ⅰ：關(guān)閉b、c，打開(kāi)a、d，緩緩?fù)ㄈ牖旌蠚怏w，甲中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

；若乙裝置中的現(xiàn)象是

 

，說(shuō)明甲裝置中的反應(yīng)是充分的；丙中試劑為

 

．通過(guò)此步實(shí)驗(yàn)，分離出的氣體是

 

．
步驟Ⅱ：關(guān)閉

 

，打開(kāi)

 

，讓分液漏斗中的稀硫酸緩緩流下至不再產(chǎn)生氣泡時(shí)，關(guān)閉b．通過(guò)此步實(shí)驗(yàn)，即可分離出另一種氣體．
（4）鐵元素可以形成3種氧化物，分別是FeO、Fe₂O₃ 和Fe₃O₄．取29g由鐵和氧兩種元素組成的固體樣品，在高溫時(shí)與足量CO充分反應(yīng)，生成的氣體被足量澄清石灰水吸收，得到50g沉淀．由此分析，原樣品可能是

 

（選填字母）．
A．Fe₂O₃    B．Fe₃O₄     C．FeO和Fe₃O₄的混合物   D．Fe₂O₃和FeO的混合物．

Answer 1

考點(diǎn)：酸的化學(xué)性質(zhì),混合物的分離方法,二氧化碳的化學(xué)性質(zhì),一氧化碳的化學(xué)性質(zhì),書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：物質(zhì)的分離和提純,常見(jiàn)的酸 酸的通性

分析：（1）鐵銹的主要成分為氧化鐵，生銹的鐵釘放到足量的稀鹽酸中，表面的鐵銹先與鹽酸反應(yīng)，當(dāng)鐵銹反應(yīng)完后，鐵繼續(xù)與鹽酸反應(yīng)生成氫氣．
（2）①由圖，推測(cè)檢查圖中裝置氣密性的方法；步驟Ⅰ：考慮二氧化碳與氫氧化鈉溶液和氫氧化鈣溶液的反應(yīng)，分離出一氧化碳；步驟Ⅱ：考慮碳酸鈉與稀硫酸反應(yīng)，分離出二氧化碳?xì)怏w；
（4）本題原固體粉末的質(zhì)量為29g則過(guò)濾所得沉淀的質(zhì)量是50g；然后根據(jù)碳酸鈣沉淀的質(zhì)量可以求出鐵氧化合物中氧元素的質(zhì)量再進(jìn)行判定．

解答：解：（1）鐵銹的主要成分是Fe₂O₃，它會(huì)與稀鹽酸反應(yīng)，溶液由無(wú)色變?yōu)辄S色，反應(yīng)的方程式為：Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，當(dāng)鐵銹反應(yīng)完后，里面的鐵繼續(xù)與鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生氣泡，反應(yīng)的方程式為：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑．
（2）①檢查裝置的氣密性．甲、乙、丙裝置內(nèi)放入一定量水，使長(zhǎng)導(dǎo)管口浸沒(méi)在水面以下，關(guān)閉b、c，打開(kāi)a、d，并在最右端導(dǎo)管口接注射器．當(dāng)向外緩慢拉動(dòng)注射器活塞時(shí)，如果整套裝置氣密性良好，則能觀察到的現(xiàn)象是 甲、乙、丙裝置內(nèi)長(zhǎng)導(dǎo)管口均有氣泡冒出．
②分離CO和CO₂的混合氣體．可供選擇的試劑有：稀硫酸、濃硫酸、氫氧化鈉溶液、澄清石灰水．
步驟Ⅰ：關(guān)閉b、c，打開(kāi)a、d，緩緩?fù)ㄈ牖旌蠚怏w，甲中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；若乙裝置中的現(xiàn)象是 石灰水未變渾濁，說(shuō)明甲裝置中的反應(yīng)是充分的；丙中試劑為 濃硫酸．通過(guò)此步實(shí)驗(yàn)，分離出的氣體是 CO．
步驟Ⅱ：關(guān)閉 a、d，打開(kāi) b、c，讓分液漏斗中的稀硫酸緩緩流下，與碳酸鈉反應(yīng)至不再產(chǎn)生氣泡時(shí)，關(guān)閉b．通過(guò)此步實(shí)驗(yàn)，即可分離出另一種氣體二氧化碳．
（4）解：設(shè)生成50g碳酸鈣沉淀需反應(yīng)的二氧化碳的質(zhì)量為x
CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O
44             100
x              50g

44

100

=

x

50g

，解得x=22g
根據(jù)質(zhì)量守恒定律二氧化碳中一半的氧元素來(lái)自于鐵的氧化物；
故鐵氧化合物中氧元素的質(zhì)量為：22g×

32

44

×

1

2

═8g
鐵氧化合物中鐵、氧元素的質(zhì)量比為：（29g-8g）：8g=21：8
設(shè)鐵氧兩元素的原子個(gè)數(shù)比

56m

16n

=

21

8

，則

m

n

=

3

4

，故鐵和氧兩種元素形成的固體粉末中鐵、氧兩元素的原子個(gè)數(shù)比為3：4．則
A、Fe₂O₃的中鐵、氧兩元素的原子個(gè)數(shù)比為2：3，故錯(cuò)誤；
B、原粉末可能是四氧化三鐵，故正確；
C、FeO和Fe₃O₄的混合物，不可能，故錯(cuò)誤；
D、FeO中鐵、氧兩元素的原子個(gè)數(shù)比為1：1；Fe₂O₃的中鐵、氧兩元素的原子個(gè)數(shù)比為2：3；
1：1＞3：4＞2：3；故兩者混合可能為3：4；可能是FeO和Fe₂O₃的混合物；故正確．
故選B、D．
故答案為：（1）Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O；Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
（2）①甲、乙、丙裝置內(nèi)長(zhǎng)導(dǎo)管口均有氣泡冒出．
②步驟Ⅰ：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O； 石灰水未變渾濁，濃硫酸． CO．
步驟Ⅱ：a、d，b、c，
（4）BD

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)金屬的性質(zhì)及金屬銹蝕的條件及其防護(hù)措施的理解與在解題、生活中應(yīng)用的能力．