Question

【題目】鐵和鐵的化合物在工農業生產中有廣泛的應用。

（一）鐵的應用和防護

1．鐵生銹的主要過程為：

（1）寫出轉化②的化學方程式_______________。

（2）轉化③生成Fe2O3·xH2O，則x≤_____（x為整數）。

2．請提出防止鐵生銹的一條措施_______________。

（二）鐵的化合物應用

黃鐵礦（主要成分是FeS2），是一種重要的化工原料，可用來制備硫酸和煉鐵。

（1）．工業上將黃鐵礦粉碎的目的是______________。

（2）．生產硫酸后的尾氣中含有SO2，如直接排放可能會造成環境問題是________。

（3）．沸騰爐中發生反應的化學方程式為___________。

（4）．150t含FeS2 80%的黃鐵礦理論上最多可以制得98%的濃硫酸_________t。

（三）鐵的冶煉和探究

取24.0g Fe2O3粉末，小組同學用下圖裝置模擬煉鐵，并測定反應后固體成分。

資料：堿石灰可吸收H2O和CO2。

1．連接裝置，先__________________，再裝入藥品。

2．實驗時先通入CO，目的是__________________。

3．（1）控制A中溫度在700℃至固體全部變黑，繼續通CO至冷卻。目的是除了防止生成的Fe被氧化外還有__________________________________。

（2）通過測定裝置B中固體的質量變化，可準確求得裝置A中剩余固體質量。裝置C的作用是_________________________________。

（3）現直接測得裝置A中剩余固體質量為19.2g。則裝置B中固體應增重_______g。

4．經分析A中剩余固體19.2g為Fe和FexOy的混合物，向其中加入足量的稀H2SO4充分反應，得H2 0.3g。

（1）固體中Fe質量為________g。

（2）FexOy的化學式為________。

Answer 1

【答案】4Fe(OH)2 +2H2O + O2 = 4Fe(OH)3 2 可以使鐵制品表面保持干燥或在鐵制品表面涂上油漆等 增大接觸面積，充分反應 酸雨 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 199.5 檢查裝置的氣密性 排盡裝置的空氣，防爆炸 把生成的CO2全部排出被B吸收 防右側空氣中的H2O、CO2被B吸收 13.2 8.4 Fe O

【解析】

解： 1、（1）鐵與水和氧氣作用下生成氫氧化亞鐵，化學方程式為：2Fe+O2+2H2O═2Fe（OH）2；

（2）氫氧化鐵沉淀在空氣中分解生成氧化鐵和水，2Fe（OH）3=Fe2O3+2H2O，在轉化成結晶水時，水的質量可能變小，所以轉化③生成Fe2O32H2O，則x≤2；

2、鐵生銹的條件是鐵與氧氣和水同時接觸，所以要防止鐵制品生銹，可以使鐵制品表面保持干燥、在鐵制品表面涂上油漆等措施；

（二）（1）、增大反應物接觸面積越大，反應越劇烈，黃鐵礦粉碎會增大反應物的接觸面積，加快反應速度；

（2）、二氧化硫和水反應生成亞硫酸，所以SO2直接排放可能會造成酸雨；

（3）、FeS2和O2在高溫的條件下生成Fe2O3和SO2，化學方程式為：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2；

（4）、依據反應前后硫元素質量不變可知：FeS2～2SO2～2SO3～2H2SO4，設制備濃硫酸的質量為m，則：

m=199.5t；

（三）1、有氣體參加的反應，實驗前需要檢驗裝置的氣密性，所以連接裝置，先檢查裝置的氣密性，再裝入藥品；

2、CO具有可燃性，與玻璃管中的空氣混合受熱會發生爆炸，所以應先通CO排盡玻璃管中的空氣，然后再加熱；

3、（1）控制A中溫度在700℃至固體全部變黑，繼續通CO至冷卻，可以防止生成的Fe被氧化，還能把生成的CO2全部排出被B吸收；

（3）堿石灰能夠吸收水和二氧化碳，所以裝置C的作用是：吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣；

（3）測得裝置A中剩余固體質量為19.2g，減少4.8g，就是氧元素的質量，所以設生成二氧化碳質量為x，

x=13.2g，所以裝置B中固體應增重13.2g；

4、設固體中鐵的質量為y，

y=8.4g，

所以FexOy的質量為：19.2g-8.4g=10.8g，鐵元素的質量為：10.8g-4.8g=6g，所以FexOy的化學式為FeO。