Question

5．目前，我國鋼鐵產量居世界第一，為國民經濟的發(fā)展奠定了堅實的基礎．
（一）鐵的廣泛應用
（1）我國在西漢時期就有“曾青得鐵則化為銅”之說，用化學方程式表示其原理Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu．
（2）鐵與鉻（Cr）、鎳（Ni）等金屬熔合可形成“不銹鋼”，用不銹鋼絲和聚乙烯纖維為原料可制作耐酸防護服材料．以上敘述中不涉及到B（選填序號）．
A．合金   B．無機非金屬材料   C．合成材料   D．復合材料
（二）鐵銹成分的探究
（3）如圖為某興趣小組探究鐵生銹的三個實驗，
最先觀察到鐵銹的是C（選填序號）．
（4）鐵銹組分的確定
某鐵銹成分為Fe₂O₃•xH₂O和FeCO₃．為確定其組成，興趣小組稱取此鐵銹樣品25.4g，在科研人員的指導下用如圖裝置進行實驗．

【查閱資料】①Fe₂O₃•xH₂O多余空溫度為110℃，FeCO₃在282℃分解為FeO和CO₂．②溫度高于500℃時鐵的氧化物才能被CO還原．
①裝置A中的反應為：H₂C₂O₄（草酸）CO↑+CO₂↑+H₂O．通過B、C裝置可得到干燥、純凈的CO氣體，洗氣瓶B中應盛放c（選填序號）．
a．濃硫酸        b．澄清的石灰水       c．氫氧化鈉溶液
②現控制D裝置中的溫度為300℃對鐵銹進行熱分解，直至D裝置中剩余固體質量不再變化為止，冷卻后裝置E增重3.6g，裝置F增重2.2g．
則樣品中FeCO₃的質量m（FeCO₃）=5.8g，x=2．

Answer 1

分析 （一）（1）根據鐵和硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅進行分析；
（2）根據材料的分類解答；

（二）（3）根據鐵生銹的條件進行解答；
（4）根據鐵與水和氧氣作用下生成氫氧化亞鐵進行分析；
①根據草酸分解生成水、二氧化碳、一氧化碳，在一氧化碳參與反應之前，需要先將二氧化碳和水除去進行分析；
③根據濃硫酸有吸水性，堿石灰會與二氧化碳反應進行分析；

解答 解：（一）（1）硫酸銅溶液遇到金屬鐵時，鐵與硫酸銅發(fā)生置換反應能生成金屬銅，化學方程式為：Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄；
（2）不銹鋼絲屬于金屬材料，聚乙烯纖維屬于合成材料，耐酸防護服材料屬于復合材料，故選：B；
（二）（3）鐵生銹時，需要水分和氧氣同時存在，當有鹽類物質存在時，生銹速度加快，故選：C；
（4）①依據質量守恒定律可知，生成物中有氫元素，所以反應物中也必須有氫元素，草酸H₂C₂O₄分解生成水、二氧化碳、一氧化碳，在一氧化碳參與反應之前，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，要先除二氧化碳，在除水蒸氣，所以洗氣瓶B中應盛放氫氧化鈉溶液，故選：c；
②濃硫酸有吸水性，堿石灰會與二氧化碳反應，加熱到了300℃，所以一氧化碳不會還原氧化鐵，濃硫酸增加的質量是水的質量，來自鐵銹，堿石灰增加的質量來自碳酸亞鐵分解生成的二氧化碳，所以依據元素守恒進行計算
設碳酸亞鐵的質量為y，$\frac{12}{116}$×y=$\frac{12}{44}$×2.2g，y=5.8g，
所以Fe₂O₃•xH₂O為：25.4g-5.8g=19.6g，氧化鐵的質量為：$\frac{160}{196}$×19.6g=16g，$\frac{2x}{160+18x}$×19.6g=$\frac{2}{18}$×3.6g，解得x=2；
故答案為：
（一）（1）Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；（或其它可溶性銅鹽與鐵反應）（2）B；
（二）（3）C；（4）①c； ②5.8； 2

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