2.目前,我國鋼鐵產(chǎn)量居世界第一,為國民經(jīng)濟的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ).
(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+CuSO
4=FeSO
4+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
(1)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).
(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.xH
2O次要過程為:Fe$\stackrel{O_{2}、CO_{2}、H_{2}O}{→}$FeCO
3,寫出Fe→Fe(OH)
2反應的化學方程式2Fe+O
2+2H
2O═2Fe(OH)
2.
(3)鐵銹組分的確定
某鐵銹成分為Fe
2O
3•xH
2O和FeCO
3.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]
①Fe
2O
3•xH
2O失去結(jié)晶水溫度為110℃,F(xiàn)eCO
3在282℃分解為FeO和CO
2.
②溫度高于500℃時鐵的氧化物才能被CO還原.
(1)裝配好實驗裝置后,首先要檢查裝置的氣密性.
(2)裝置A中的反應為:H
2C
2O
4(草酸)$\stackrel{濃硫酸}{→}$CO↑+CO
2↑+H
2O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
(3)現(xiàn)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(zhì)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FeCO
3的質(zhì)量m(FeCO
3)=5.8g,x=2.
(4)若缺少G裝置,測得的m(FeCO
3)偏大(選填“偏大”、“偏小”、“不變”,下同),x的值會偏大.
(三)煉鐵過程的探究
(1)寫出工業(yè)上用赤鐵礦(主要成分Fe
2O
3)煉鐵主要原理的化學方程式Fe
2O
3+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO
2.
【查閱資料】用CO還原Fe
2O
3煉鐵的過程大致分為三個階段:
階段1:3Fe
2O
3+CO$\frac{\underline{\;500~600℃\;}}{\;}$2Fe
3O
4+CO
2階段2:Fe
3O
4$\frac{\underline{\;600~700℃\;}}{\;}$3FeO+CO
2階段3:FeO+CO$\frac{\underline{\;>200℃\;}}{\;}$Fe+CO
2(2)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,進行CO還原鐵的氧化物煉鐵過程的探究.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.圖中M點對應的a=18 (請列出計算過程).