Question

【題目】鐵及其化合物在生產生活中有廣泛的應用。

(一)鐵的應用和防護

（1）某麥片中含微量鐵粉，食用后鐵粉與胃酸反應轉化為人體可吸收的鐵元素，反應的化學方程式為______。

（2）鐵銹主要成分是Fe2O3nH2O ，鐵生銹主要與空氣中的______有關。

（3）如圖實驗說明NaCl在鐵生銹中的作用是______。

（4）鐵生銹的次要過程：

寫出Fe轉化為FeCO3總反應的化學方程式______。

（5）為防止鐵生銹，可對鐵制品進行“發(fā)藍”處理，使其表面生成致密氧化物（其中Fe、O元素質量比為21：8）保護膜，該氧化物的化學式為______。

（二）廢鐵的再利用

黃鈉鐵礬[NaFex(SO4)y(OH)z]是一種高效凈水劑。用廢鐵屑（主要成分為Fe，含少量Fe2O3和FeCO3）制備黃鈉鐵礬的主要流程如下：

（1）將廢鐵屑研磨成粉末的目的是______。

（2）“酸溶”時H2SO4與Fe、FeCO3反應，還發(fā)生的化學方程式有______和Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4。

（3）“轉化1”發(fā)生反應的化學方程式為______。反應時溫度不宜過高的原因是______。

(三）黃鈉鐵礬組成確定

稱取9.70g黃鈉鐵礬，用下圖裝置進行熱分解實驗。

（資料）①NaFex(SO4)y(OH)z在T1℃分解會生成H2O（氣態(tài)），提高溫度至T2℃繼續(xù)分解產生SO3氣體，并得到Fe203和Na2SO4。

②濃硫酸可用于吸收SO3。

（1）裝配好實驗裝置后，先要______。

（2）分別控制溫度在T1℃、T2℃對A中固體加熱。

①控制溫度在T1℃加熱，實驗后測得B裝置質量增加1.08g。

②用D裝置替換B裝置，控制溫度在T2℃，加熱至反應完全。

③T1℃、T2℃時，加熱后均通入一段時間N2，目的是______。

（3）完全反應后，將A裝置中固體溶于足量水，過濾、洗滌、烘干得4.80g固體，將濾液蒸干得1.42g固體（不含結晶水）。

結論：NaFex(SO4)y(OH)z中，x:y:z=_______。

反思：若該實驗過程中缺少C裝置，則x:z的值____（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】 Fe + 2HCl= FeCl2 + H2↑ 水和氧氣(或H20和O2） 加快鐵的腐蝕 2Fe + O2 + 2CO2 == 2FeCO3 Fe3O4 增大接觸面積，加快反應速率（或提高鐵的浸取率） Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O 2FeSO4 + H2O2 + H2SO4 == Fe2(SO4)3 + 2H2O 防止H2O2分解 檢查裝置的氣密性 使生成的H2O和SO3分別被B裝置和D裝置充分吸收 3：2：6 偏小

【解析】

（一）（1）根據鹽酸和鐵反應生成氯化亞鐵和氫氣進行分析；（2）根據鐵和空氣中的氧氣、水共同作用會發(fā)生銹蝕進行分析；（3）根據鐵在氯化鈉存在的環(huán)境中會加速銹蝕進行分析；（4）根據鐵、氧氣、二氧化碳反應生成碳酸亞鐵進行分析；（5）根據鐵的氧化物中，Fe、O元素質量比為21：8進行分析；（二）（1）根據增大反應物的接觸面積，可以加快反應速率進行分析；（2）根據鐵和硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣進行分析；（3）根據硫酸亞鐵、硫酸、過氧化氫反應生成硫酸鐵和水，過氧化氫受熱易分解進行分析；（三）（1）根據有氣體參加的反應，需要檢驗裝置氣密性進行分析；（2）根據通入氮氣能形成氣壓差產生氣流進行分析；（3）根據黃鈉鐵礬固體減少的質量是生成的水蒸氣，不溶性的固體是氧化鐵，溶液蒸發(fā)得到的固體是硫酸鈉進行分析；反思：根據堿石灰具有吸水性進行分析。

（一）（1）鹽酸和鐵反應生成氯化亞鐵和氫氣，化學方程式為Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑；（2）鐵和空氣中的氧氣、水共同作用會發(fā)生銹蝕，所以鐵生銹主要與空氣中的氧氣、水有關；（3）鐵在氯化鈉存在的環(huán)境中會加速銹蝕，所以NaCl在鐵生銹中的作用是加速了鐵的生銹；（4）鐵、氧氣、二氧化碳反應生成碳酸亞鐵，化學方程式為：2Fe＋O2＋2CO2═2FeCO3；（5）Fe、O元素質量比為21：8，設鐵的氧化物的化學式為：FexOy，56x：16y＝21：8，x：y＝3：4
所以氧化物的化學式為：Fe3O4；
（二）（1）增大反應物的接觸面積，可以加快反應速率，所以將廢鐵屑研磨成粉末的目的是：加快反應速率；
（2）鐵和硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，化學方程式為：Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑；
（3）硫酸亞鐵、硫酸、過氧化氫反應生成硫酸鐵和水，化學方程式為：2FeSO4＋H2SO4＋H2O2＝Fe2（SO4）3＋2H2O，過氧化氫受熱易分解，所以反應時溫度不宜過高的原因是：溫度過高，會造成過氧化氫的分解；
（三）（1）有氣體參加的反應，需要檢驗裝置氣密性；（2）通入氮氣能形成氣壓差產生氣流，所以T1℃、T2℃時，加熱后均通入一段時間N2，目的是：將裝置內的氣體全部排出；（3）黃鈉鐵礬固體減少的質量是生成的水蒸氣，不溶性的固體是氧化鐵，溶液蒸發(fā)得到的固體是硫酸鈉，所以氧化鐵的質量為4.8g，硫酸鈉的質量為1.42g，水的質量為1.08g，所以x：y：z＝3：2：6；反思：堿石灰具有吸水性，所以若該實驗過程中缺少C裝置，則x：z的值偏小。