Question

【題目】某研究性學習小組的同學在學習鐵及其化合物知識時進行了系列研究．

（1）下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_______（選填序號）。

（2）鐵生銹的主要過程為：FeFe(OH)2Fe(OH)3 Fe2O3·xH2O；

次要過程為：FeFeCO3。

（3）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下圖裝置進行實驗。

【查閱資料】Fe2O3·xH2O失去水分子溫度為110℃，FeCO3在282℃分解為FeO和CO2。

溫度高于400℃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中最好盛放________（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)=______g，x=______。

（4）在鋼鐵廠的實驗室，同學們了解到隨著溫度的升高，氧化鐵在還原過程中能產生其他鐵的氧化物，并最終被還原成鐵。下圖是某種熱分析儀記錄的CO與Fe2O3進行反應時的有關數據，并得到固體質量與反應溫度的關系曲線．根據圖象分析，固體質量由48.0g變為46.4g的過程中發生反應的化學方程式為___________________________。

（5）同學們取了10g某菱鐵礦樣品（主要成分為FeCO3，雜質不參加反應），磨成粉末，加入200g足量稀硫酸，充分反應后稱得剩余物的總質量為207.8g，計算該樣品中FeCO3的質量分數。（要有完整的計算過程）已知：FeCO3+H2SO4====FeSO4+H2O+CO2↑_______________。

Answer 1

【答案】 C C 5.8 2 略 略

【解析】（1）鐵是的條件是鐵與水、氧氣同時接觸，其中氯化鈉能加快鐵的銹蝕，故最先觀察到鐵銹的是C；（3）①根據質量可知草酸與濃硫酸反應生成一氧化碳和二氧化碳，要得到純凈該做的一氧化碳，那么要將混合氣體中的二氧化碳除去，由于澄清石灰水的濃度很低，吸收的二氧化碳的量很少，故用氫氧化鈉溶液來除去二氧化碳，故選C；②濃硫酸能吸收水分，故E裝置 中增加的質量即為生成的水的質量；堿石灰吸收分解生成的二氧化碳，即F裝置增加的質量即為FeCO3分解生成的CO2的質量。FeCO3在282℃分解為FeO和CO2，裝置F增重2.2g，即生成的二氧化碳的質量為2.2g，利用化學方程式，根據FeCO3與二氧化碳反應的質量比可知FeCO3的質量為5.8g；鐵銹樣品的質量為25.4g，故Fe2O3·xH2O的質量=25.4g-5.8g=19.6g；裝置E增重3.6g，即Fe2O3·xH2O分解生成的水的質量為3.6g，利用化學方程式，可計算出x=2 ；（4）固體質量由48.0g變為46.4g時，對應的溫度是400-500℃，此時氧化鐵與一氧化碳反應，根據氧化性氧化鐵>四氧化三鐵>氧化亞鐵可知，與一氧化碳發生反應時，失去氧的質量=48.0g-46.4g=1.6g；氧化鐵中氧元素的質量=48g 14.4g，鐵元素的質量=48g-14.4g=33.6g；殘余固體中氧元素的質量=14.4g-1.6g=12.8g；鐵氧原子的個數比= =3:4，所以此時的還原產物是四氧化三鐵，故反應的化學方程式表示為：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2；（5）由反應的化學方程式FeCO3+H2SO4====FeSO4+H2O+CO2↑，該反應生成了二氧化碳，二氧化碳會逸散到空氣中，故減少的質量即為生成的二氧化碳的質量，利用化學方程式，根據二氧化碳與碳酸亞鐵的質量比即可計算出碳酸亞鐵的質量。

生成的二氧化碳的質量=10g+200g-207.8g=2.2g；

設碳酸亞鐵的質量為x；

FeCO3+H2SO4====FeSO4+H2O+CO2↑

116 44

X 2.2g

x=5.8g

該樣品中FeCO3的質量分數= =58%