Question

【題目】鐵和鐵的化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。

(一)鐵的應(yīng)用和防護(hù)

A．我國(guó)在西漢時(shí)期就有“曾青得鐵則為銅”之說，用化學(xué)方程式表示其原理：_____。

B．鐵生銹的主要過程為：

FeFe(OH)2Fe(OH)3Fe2O3xH2O

(1)寫出轉(zhuǎn)化①的化學(xué)方程式_____。

(2)轉(zhuǎn)化③生成 Fe2O3xH2O，則 x≤_____(x 為整數(shù))。

C.請(qǐng)?zhí)岢龇乐硅F生銹的一條措施_____。

(二)鐵的化合物應(yīng)用

黃鐵礦(主要成分是FeS2)，是一種重要的化工原料，可用來制備硫酸和煉鐵(圖1)。

A．工業(yè)上將黃鐵礦粉碎的目的是_____。

B．生產(chǎn)硫酸后的尾氣中含有 SO2，如直接排放可能會(huì)造成環(huán)境問題是_____。

C．高爐煉鐵的化學(xué)方程式為_____。

D.150 噸含 FeS280%的黃鐵礦理論上最多可制得 98%的濃硫酸_____噸。

(三)鐵的冶煉和探究

取 24.0g Fe2O3 粉末，小組同學(xué)用圖2裝置模擬煉鐵，并測(cè)得反應(yīng)后固體成分。

資料：堿石灰可吸收 H2O 和 CO2。

A．連接裝置，先_____，再裝入藥品。

B．實(shí)驗(yàn)時(shí)先通入CO，目的是_____。

C．控制A中溫度在 700℃至固體全部變黑，繼續(xù)通CO至冷卻。

(1)通過測(cè)定裝置 B 中固體的質(zhì)量變化，可準(zhǔn)確求得裝置 A 中剩余固體質(zhì)量。裝置C的作用是_____。

(2)現(xiàn)直接測(cè)得裝置 A 中剩余固體質(zhì)量為19.2g。則裝置 B 中固體應(yīng)增重_____g。

D．經(jīng)分析A中剩余固體 19.2g 為Fe和 FexOy 的混合物，向其中加入足量的稀 H2SO4充分 反應(yīng)，得 H20.3g。

(1)固體中 Fe 的質(zhì)量為_____g。

(2)FexOy 的化學(xué)式為_____。

Answer 1

【答案】 Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 2Fe+O2+2H2O═2Fe(OH)2 2 在鐵制品表面涂上油漆 增大反應(yīng)物的接觸面積 酸雨 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 200 檢查裝置的氣密性 排凈裝置中的空氣 吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣 13.2 8.4 Fe2O3

【解析】曾青得鐵則為銅是指鐵與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，故反應(yīng)方程式為Fe+CuSO4=Cu+FeSO4；

(1)轉(zhuǎn)化①是鐵與氧氣和水反應(yīng)生成氫氧化鐵，反應(yīng)的方程式為2Fe+O2+2H2O═2Fe(OH)2；

(2)氫氧化鐵生成Fe2O3xH2O 的反應(yīng)方程式為2Fe(OH)3Fe2O3xH2O+（3-x）H2O，故x≤2； 防止鋼鐵生銹的方法有在鐵制品表面涂上油漆等；

（二）A．工業(yè)上將黃鐵礦粉碎的目的是增大反應(yīng)物的接觸面積；

B．生產(chǎn)硫酸后的尾氣中含有 SO2，如直接排放可能會(huì)造成環(huán)境問題是酸雨；

C．高爐煉鐵是碳與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，二氧化碳與碳反應(yīng)生成一氧化碳，一氧化碳與氧化銅反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，反應(yīng)方程式為Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；

D.由元素守恒可得關(guān)系式FeS2-- 2SO2—2H2SO4設(shè)150 噸含 FeS280%的黃鐵礦可生成98%的濃硫酸的質(zhì)量為x

FeS2------- 2SO2-------2H2SO4

120 196

150t x

=，求得x=200t

(三)

A、該實(shí)驗(yàn)中有氣體生成，故實(shí)驗(yàn)前要檢查裝置的氣密性；

B．一氧化碳是可燃性氣體，當(dāng)一氧化碳中含有氧氣點(diǎn)燃時(shí)易引起 爆炸，故實(shí)驗(yàn)時(shí)先通入CO，排盡管中的空氣，防止爆炸；

C、(1)如空氣進(jìn)入裝置B會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，故裝置C是吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣；

（2）設(shè)該反應(yīng)中生成二氧化碳的質(zhì)量為x

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 固體減少的量

132 48

x 24g-19.2g

=，求得x=13.2g

D、（1）設(shè)生成0.3g H2需要Fe的質(zhì)量為x。

Fe+H2SO4= H2+FeSO4

56 2

x 0.3g

=，求得x=8.4g

（2）19.2g的剩余固體中鐵的質(zhì)量為8.4g，其他的固體是沒有反應(yīng)的氧化鐵，化學(xué)式為Fe2O3。