Question

【題目】金屬材料同人類文明的發展和社會的進步關系十分密切。

（一）鐵的廣泛應用

（1）人體缺鐵會造成貧血,這里的鐵是指_________。（選填序號）

A．單質 B．元素 C．原子

（2）雙吸劑的主要成分是鐵粉，作用是防潮和防氧化，原理是鐵銹蝕，過程中吸收_______。

（3）暖寶寶的主要成分是鐵粉、氯化鈉等，原理也是鐵銹蝕，銹蝕過程中發生__________。

A．劇烈氧化 B．緩慢氧化

（二）鐵的冶煉

實驗室用工業鐵紅（主要成分是Fe2O3，還含有少量的FeO、Fe3O4）模擬工業煉鐵并測定鐵紅中鐵元素的質量分數，進行了實驗，裝置如下：

【資料】1.草酸氫鈣是白色固體，化學式為Ca(HC2O4)2，加熱易分解,生成四種氧化物

2.NaOH溶液能很好地吸收CO2，堿石灰能吸收CO2和H2O。

3.濃硫酸具有吸水性，是氣體干燥劑。

【問題討論】

（1）實驗前應先________________。

（2）寫出A中發生的反應化學方程式___________________。

（3）進入E中的氣體是純凈、干燥的CO，則C、D中的試劑依次是_______、_______（選填序號）。

a．濃硫酸 b．澄清的石灰水 c. 氫氧化鈉溶液

（4）C裝置的作用是_________________。

（5）實驗結束后，對E裝置停止加熱，繼續通入CO至冷卻，其目的是：______________。

（6）寫出E裝置中Fe2O3所發生的反應化學方程式________________。

（7）稱取鐵紅樣品7.0 g，用上述裝置進行實驗，測定鐵紅中鐵元素的質量分數。

實驗前后稱得F裝置增重4.4g，則此鐵紅中鐵元素的質量分數是____________。

【實驗反思】

1.本實驗中如果缺少G裝置（不考慮其它因素），則測得樣品中鐵的質量分數會_________（填“偏大”、“不變”或“偏小”）。

2.請指出上述實驗裝置的一個明顯缺陷_________________。

Answer 1

【答案】 B H2O和O2 B 檢查裝置的氣密性 Ca(HC2O4)2CaO + 2CO2↑+2 CO↑+ H2O b a 檢驗二氧化碳是否除盡 防止生成的鐵被氧化 3CO + Fe2O3高溫3CO2+2Fe 77.1％ 偏小 缺少尾氣處理裝置

【解析】（一）（1）宏觀物質的組成，用宏觀概念元素來表示；元素是具有相同核電荷數的一類原子的總稱，是宏觀概念，只講種類，不講個數；人體缺少的鐵等不能以單質、分子、離子形式存在，是以化合態的形式存在，故是指元素。

（2）鐵與氧氣、水共同作用會銹蝕；

（3）金屬生銹發生了氧化反應，并且反應比較緩慢，屬于緩慢氧化；

（二）（1）制取氣體之前必須先檢查裝置的氣密性；

（2）草酸氫鈣是白色固體，含有鈣、氫、氧、氫四種元素，加熱易分解，生成四種氧化物，應為氧化鈣、水、二氧化碳和一氧化碳；化學方程式為：Ca(HC2O4)2CaO + 2CO2↑+2 CO↑+ H2O；

（3）二氧化碳一般用氫氧化鈉溶液吸收，用澄清的石灰水檢驗，還可以檢驗二氧化碳是否除盡，一氧化碳可以用濃硫酸干燥；所以C中盛放的是澄清的石灰水，驗證二氧化碳是否被除凈，D中盛放的是濃硫酸，吸收水分；

（4）C裝置是檢驗二氧化碳是否除盡；

（5）加熱之前通入一氧化碳的目的是：將裝置中的空氣排出，防止發生爆炸；加熱之后通入一氧化碳的目的是：防止生成的鐵被氧化（或驅趕裝置中滯留的二氧化碳，使其全部被F裝置中全部吸收，用于計算）；

（6）一氧化碳和氧化鐵反應的反應物是一氧化碳和氧化鐵寫在等號的左邊，生成物是鐵和二氧化碳寫在等號的右邊，根據得失氧進行配平，反應條件是高溫寫在等號的上邊，所以方程式是：3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2；

（7）如果全部是氧化鐵，鐵的最少量是7.0g×70%=4.9g，如果全部是氧化亞鐵，鐵的最大量是7.0g×77.8%=5.446g；F裝置增重4.4g，那么二氧化碳是4.4g，氧元素的質量=4.4g× ×100%=2.3g，因為一個一氧化碳分子只能搶氧化鐵中一個氧原子變成二氧化碳，因此2.3g氧元素的質量一半來自于一氧化碳，一半來自于鐵的氧化物，那么鐵紅中氧元素的質量是2.3g÷2=1.6g，則鐵紅中鐵的質量分數=×100%=77.1%；

【實驗反思】

1、本實驗中如果缺少G裝置，空氣中的二氧化碳也會被F裝置吸收，因此F裝置會增重，氧元素的質量偏大，則測得樣品中鐵的質量分數會偏�。�

2、由于一氧化碳有毒，會污染空氣，所以實驗裝置缺少尾氣處理裝置。