6.鐵是生產、生活中應用廣泛的金屬材料,經還原鐵粉是一種重要的化工原料.
(一)鐵的銹蝕及防護
(1)如圖1為某興趣小組探究生銹的三個實驗.最先觀察到鐵銹的是C(選填序號).請?zhí)岢龇乐硅F生銹的一種措施噴漆.
(2)鐵生銹的主要過程為:Fe$\stackrel{O_{2}、H_{2}O}{→}$Fe(OH)
2$\stackrel{O_{2}、H_{2}O}{→}$Fe(OH)
3$\stackrel{風吹日曬}{→}$Fe
2O
3×H
2O寫出Fe(OH)
2→Fe(OH)
3反應的化學方程式4Fe(OH)
2+O
2+2H
2O=4Fe(OH)
3.
(3)在鋼船底鑲嵌一塊比鐵活潑的金屬可減緩海水對船體的腐蝕,可選用的金屬是C(選填序號).
A.Cu B.Pt(鉑) C.Zn
(4)“發(fā)藍”處理是在鐵表面形成致密氧化膜,以防止其腐蝕.
①“發(fā)藍”的原理是:36Fe+4NaNO
2+9NaNO
3+26H
2O═12X+13NaOH+13NH
3↑,X的化學式為Fe
3O
4②將“發(fā)藍“處理不完全的鐵件浸泡在硫酸銅溶液中,表面會產生紅色物質.其原因是Fe+CuSO
4=Cu+FeSO
4(用化學方程式表示)
(二)精還原鐵粉制備
利用氧化鐵制備精還原鐵粉的工藝流程如圖2所示
(5)焙燒中焦炭的作用除可以生成CO外,還能提供熱量.寫出氧化鐵與CO反應的化學方程式:Fe
2O
3+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO
2(三)含量測定及分析
粗還原鐵粉中還含有少量鐵的氧化物和Fe
3C,為測定粗還原鐵粉中氧和碳元素的質量分數并得到精還原鐵粉,取粗還原鐵粉樣品20.00g,按如圖3裝置進行實驗(假設每步反應都完全)
已知:濃硫酸有吸水性,堿石灰能吸收H
2O和CO
2(6)實驗開始時要先通入純凈干燥的H
2,目的是除去裝置內的空氣(或氧氣),防止發(fā)生爆炸;裝置A中發(fā)生的反應為:Fe
xO
y+y H
2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$xFe+y H
2O,F(xiàn)e
3C+2H
2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Fe+CH
4.測得裝置B增重0.36g,則樣品中氧元素的質量分數是1.6%
(7)裝置C中發(fā)生的反應為:3CH
4+4Fe
2O
3$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3CO
2+6H
2O+8Fe,反應中C裝置中的現(xiàn)象是紅棕色粉末慢慢變成黑色;測得裝置E增加的質量為0.44g,則樣品中碳元素的質量分數是0.6%.
(8)若缺少F裝置,則測定的碳元素的質量分數會偏大(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)
(9)D、E裝置中增重的質量之比為>9:11(選填“>”、“<”或“=”).