鐵的氧化物有多種用途。請(qǐng)解答下面有關(guān)問題:
(1)赤鐵礦的主要成分是Fe2O3,是工業(yè)煉鐵的主要原料之一。寫出由Fe2O3制得單質(zhì)鐵的化學(xué)方程式____________。某赤鐵礦除了含F(xiàn)e2O3之外,還含有少量的SiO2和Al2O3。將試樣溶于NaOH溶液,充分反應(yīng)后過濾,即可得到較純凈的Fe2O3。該過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是____________。
(2)Fe2O3可以與鋁粉組成鋁熱劑用于焊接鋼軌或定向爆破。某同學(xué)猜測(cè),該反應(yīng)所得熔融物中含有Fe2O3。他設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的猜想:取少量試樣,加入足量稀鹽酸,然后滴加KSCN溶液,若出現(xiàn)紅色,證明含有Fe2O3。否則,不含有Fe2O3。你認(rèn)為該方案合理嗎?
為什么?
解析:(1)工業(yè)煉鐵所用還原劑為CO,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。SiO2和Al2O3能夠與NaOH反應(yīng)分別生成Na2SiO3和Na[Al(OH)4]。所以可以用NaOH溶液除去赤鐵礦中的SiO2和Al2O3,得到較純凈的Fe2O3。
(2)熔融物中的Fe能夠?qū)e3+還原為Fe2+,所以即使熔融物中含有Fe2O3,加入稀鹽酸,再滴加KSCN溶液后,溶液也可能不出現(xiàn)紅色。
答案:(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(合理即可)
SiO2+2OH-SiO32-+H2O, Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-
(2)不合理。因?yàn)镕e3+能跟鋁熱反應(yīng)生成的Fe反應(yīng)生成Fe2+,F(xiàn)e2+與SCN-反應(yīng)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)紅色(其他答案合理即可)
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平衡時(shí)的溫度℃ | 2370 | 1700 | 1430 | 1235 |
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(4分)鐵的氧化物有多種用途。請(qǐng)解答下面有關(guān)問題:
(1)赤鐵礦的主要成分是Fe2O3,是工業(yè)煉鐵的主要原料之一。寫出由Fe2O3制得單質(zhì)鐵的化學(xué)方程式 。某赤鐵礦除了含F(xiàn)e2O3之處,還含有少量的SiO2和Al2O3。將試樣溶于NaOH溶液,充分反應(yīng)過濾,即可得到較純凈的Fe2O3。發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 。
(2)Fe2O3可以與鋁粉組成鋁熱劑用于焊接鋼軌或定向爆破。某同學(xué)猜測(cè),該反應(yīng)所得熔融物中含有Fe2O3。他設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的猜想:取少量試樣,加入足量 稀鹽酸,然后滴加KSCN溶液,若出現(xiàn)血紅色,證明含有Fe2O3。否則,不含有Fe2O3。
你認(rèn)為該方案合理嗎?為什么? 。
(3)合成氨工業(yè)中所用的α―Fe催化劑的主要成分是FeO、Fe2O3。已知當(dāng)催化劑中Fe2+和Fe3+的物質(zhì)的量之比為1:2時(shí),其催化活性最高。某化學(xué)小組試圖以Fe2O3為原料制備該催化劑,方法之一是向其中加入炭粉高溫反應(yīng):
實(shí)驗(yàn)教師提供了12g炭粉。請(qǐng)你計(jì)算,若要制取這種活性最高的催化劑,加入的Fe2O3的質(zhì)量為 g。 該小組設(shè)計(jì)了多個(gè)實(shí)驗(yàn)方案來測(cè)定所得產(chǎn)品是否符合要求。其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案是用氫氣還原加熱的混合物,測(cè)定鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。在用鋅跟稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時(shí),該小組的同學(xué)向稀硫酸中加入少量硫酸銅溶液,目的是 。當(dāng)混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 (用化簡(jiǎn)的分?jǐn)?shù)表示)時(shí),該產(chǎn)品合格。
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