Question

18．（一）鐵的廣泛應(yīng)用
（1）“鐵缺乏”被認(rèn)為是全球三大“隱性饑餓”（微量營養(yǎng)元素缺乏）之首，貧血人員可以
多吃國家指定的鐵強(qiáng)化“海天醬油”來補(bǔ)“鐵”，這個“鐵”指B．
A．單質(zhì)         B．元素        C．原子        D．分子
（2）因為鐵具有鐵具有良好的導(dǎo)熱性，制成鐵鍋，炒菜會有少量鐵進(jìn)入胃
（胃中含鹽酸）轉(zhuǎn)化為“離子”而被人體吸收，這個“離子”符號為Fe²⁺．
（二）鐵銹蝕條件的探究
（3）已知某鐵銹成分：主要為Fe₂O₃•xH₂O及少量的FeCO₃．則：下列探究鐵生銹所設(shè)計的實驗方案，其中不必要做的實驗是C．

A．①②B．③④C．⑤⑥D(zhuǎn)．⑤
（三）鐵銹組分的確定
某鐵銹成分為Fe₂O₃•x H₂O和FeCO₃．為確定其組成，現(xiàn)稱取此鐵銹樣品22.5g，在科研人員的指導(dǎo)下用如圖裝置進(jìn)行實驗．

【查閱資料】
①Fe₂O₃•xH₂O$\frac{\underline{\;110℃\;}}{\;}$Fe₂O₃+xH₂O↑，F(xiàn)eCO₃$\frac{\underline{\;282℃\;}}{\;}$ FeO+CO₂↑；
②溫度高于500℃時鐵的氧化物才能被CO還原．③濃硫酸：吸收水分；堿石灰：吸收水分與二氧化碳；濃氫氧化鈉溶液比石灰水吸收二氧化碳能力強(qiáng)．
（4）裝配好實驗裝置后，首先要檢驗裝置氣密性．
（5）裝置A中的反應(yīng)為：H₂C₂O₄（草酸）$→_{△}^{濃硫酸}$CO↑+CO₂↑+H₂O．通過B、C裝置可得到干燥、
純凈的CO氣體，洗氣瓶B中應(yīng)盛放c；洗氣瓶C中應(yīng)盛放a（選填序號）．
a．濃硫酸         b．澄清的石灰水        c．足量氫氧化鈉濃溶液
（6）現(xiàn)控制D裝置中的溫度為300℃對鐵銹進(jìn)行熱分解，直至D裝置中剩余固體質(zhì)量不再變化
為止，冷卻后裝置E增重3.6g，裝置F增重1.1g．則樣品中FeCO₃的質(zhì)量m（FeCO₃）=5.8g，
x=2．
（7）若缺少G裝置，測得的m（FeCO₃）偏大（選填“偏大”、“偏小”、“不變”，下同），x的值會偏大．
（四）煉鐵過程的探究
（8）寫出用赤鐵礦（主成分Fe₂O₃）煉鐵主要原理的化學(xué)方程式Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
【查閱資料】用CO還原Fe₂O₃煉鐵的過程大致三個階段：
階段1：Fe₂O₃$\stackrel{500～600℃}{→}$ Fe₃O₄；
階段2：Fe₃O₄$\stackrel{600～700℃}{→}$FeO；
階段3：FeO $\stackrel{＞700℃}{→}$ Fe．
（9）將上述300℃熱分解后的D裝置中剩余固體繼續(xù)分階段升溫，進(jìn)行CO還原鐵的氧化物過程的探究．加熱時測定D中剩余固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖所示．

請寫出階段3反應(yīng)方程式：FeO $\stackrel{＞700℃}{→}$Fe：FeO+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe+CO₂，圖中G點對應(yīng)的b=14．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)食品、藥品、營養(yǎng)品、礦泉水等物質(zhì)中的“鐵”等不是以單質(zhì)、分子、原子、離子等形式存在，而是指元素，通常用元素及其所占質(zhì)量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）來描述；
（2）根據(jù)金屬的物理性質(zhì)（良好的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、延展性等）、鐵與鹽酸反應(yīng)會生成氯化亞鐵與氫氣進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)鋼鐵生銹的條件是鋼鐵與氧氣和水充分接觸，結(jié)合質(zhì)量守恒定律可知，化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)有氣體參加或生成的反應(yīng)，組裝好儀器后，要先檢驗裝置氣密性，再裝藥品進(jìn)行反應(yīng)；
（5）根據(jù)草酸分解生成水、二氧化碳、一氧化碳，在一氧化碳參與反應(yīng)之前，需要先將二氧化碳和水除去進(jìn)行分析；
（6）根據(jù)濃硫酸有吸水性，堿石灰會與二氧化碳反應(yīng)進(jìn)行分析；
（7）根據(jù)空氣中的二氧化碳、水會與堿石灰反應(yīng)進(jìn)行分析；
（8）根據(jù)一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳進(jìn)行分析；
（9）根據(jù)碳酸亞鐵分解生成氧化亞鐵和二氧化碳，一氧化碳還原氧化鐵的三個階段的反應(yīng)可知，M點實際是一氧化碳將氧化鐵還原生成了氧化鐵和碳酸亞鐵分解生成氧化亞鐵的質(zhì)量之和，結(jié)合前面計算出的碳酸亞鐵的質(zhì)量、氧化鐵的質(zhì)量即可求出M點的數(shù)值．

解答 解：（1）強(qiáng)化鐵醬油，這里的“鐵”不是以單質(zhì)、分子、原子、離子等形式存在，這里所指的“鐵”是強(qiáng)調(diào)存在的元素，與具體形態(tài)無關(guān)，故選B；
（2）用鐵鍋炒菜，主要利用了鐵具有良好的導(dǎo)熱性．胃酸的主要成分是鹽酸，鐵可以與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，化學(xué)方程式為：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑．這個“離子”是亞鐵離子，符號為Fe²⁺；
（3）鐵銹中含有鐵元素、氫元素和氧元素，不含有氮元素和碳元素，所以鐵生銹與氮?dú)夂投�氧化碳無關(guān)，故選C；
（4）有氣體參加或生成的反應(yīng)，組裝好儀器后，要先檢驗裝置氣密性，再裝藥品進(jìn)行反應(yīng)；
（5）依據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，生成物中有氫元素，所以反應(yīng)物中也必須有氫元素，草酸分解生成水、二氧化碳、一氧化碳，在一氧化碳參與反應(yīng)之前，需要先將二氧化碳和水除去，濃硫酸有吸水性，氫氧化鈉會與二氧化碳反應(yīng)，要先除二氧化碳，在除水蒸氣，所以洗氣瓶B中應(yīng)盛放氫氧化鈉溶液，故選：c，洗氣瓶C中應(yīng)盛放濃硫酸，故選：a；
（6）濃硫酸有吸水性，堿石灰會與二氧化碳反應(yīng)，加熱到了300℃，所以一氧化碳不會還原氧化鐵，濃硫酸增加的質(zhì)量是水的質(zhì)量，來自鐵銹，堿石灰增加的質(zhì)量來自碳酸亞鐵分解生成的二氧化碳，所以依據(jù)元素守恒進(jìn)行計算
設(shè)碳酸亞鐵的質(zhì)量為y，
$\frac{12}{116}$×y=$\frac{12}{44}$×2.2g
y=5.8g
所以Fe₂O₃•xH₂O為：25.4g-5.8g=19.6g，氧化鐵的質(zhì)量為：$\frac{160}{196}$×19.6g=16g
$\frac{2x}{160+18x}$×19.6g=$\frac{2}{18}$×3.6g
            x=2；
（7）空氣中的二氧化碳、水會與堿石灰反應(yīng)，導(dǎo)致F裝置中收集的二氧化碳質(zhì)量偏大，所以碳酸亞鐵質(zhì)量偏大，F(xiàn)e₂O₃•xH₂O，所以x質(zhì)量偏大；
（8）一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，化學(xué)方程式為：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（9）FeO $\stackrel{＞700℃}{→}$Fe是氧化鐵和一氧化碳在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳，化學(xué)方程式為：FeO+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe+CO₂；
設(shè)碳酸亞鐵生成的氧化亞鐵質(zhì)量為a，
FeCO₃→FeO
116     72
5.8g    a
 $\frac{116}{5.8g}$=$\frac{72}{a}$ 
a=3.6g
氧化鐵生成的氧化亞鐵質(zhì)量為b，
Fe₂O₃→2FeO
 160    144
 16g     b
  $\frac{160}{16g}$=$\frac{144}$
b=14.4g
所以M=14.4g+3.6g=18g．
設(shè)氧化鐵生成的鐵質(zhì)量為m
FeO---Fe
72    56
18g    m
$\frac{72}{18g}$=$\frac{56}{m}$
m=14g
所以b=14g．
故答案為：（1）B；
（2）導(dǎo)熱性，F(xiàn)e²⁺；
（3）C；
（4）檢驗裝置氣密性；
（5）c，a；
（6）5.8g，2；
（7）偏大，偏大；
（8）Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（9）FeO+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe+CO₂；14．

點評 本題考查一氧化碳還原鐵的氧化物的步驟、現(xiàn)象、化學(xué)反應(yīng)式的書寫，以及用不同的方法驗證鐵的存在，需要同學(xué)們具有比較全面的化學(xué)知識．