Question

鋼鐵是使用最多的金屬材料．
（1）生銹的鐵釘可以加適量的鹽酸去除，化學方程式：

 

，一會兒還會出現(xiàn)冒氣泡的現(xiàn)象，原因（用化方表示）：

 

（2）實驗室模擬煉鐵原理進行實驗，得到的尾氣是CO和CO₂的混合氣體．現(xiàn)欲利用如圖裝置將該混合氣體進行分離，圖中a、b、c、d均為活塞．
①檢查裝置的氣密性．
甲、乙、丙裝置內放入一定量水，使長導管口浸沒在水面以下，關閉b、c，打開a、d，并在最右端導管口接注射器．當向外緩慢拉動注射器活塞時，如果整套裝置氣密性良好，則能觀察到的現(xiàn)象是

 

．
②分離CO和CO₂的混合氣體．可供選擇的試劑有：稀硫酸、濃硫酸、氫氧化鈉溶液、澄清石灰水．
步驟Ⅰ：關閉b、c，打開a、d，緩緩通入混合氣體，甲中發(fā)生反應的化學方程式為

 

；若乙裝置中的現(xiàn)象是

 

，說明甲裝置中的反應是充分的；丙中試劑為

 

．通過此步實驗，分離出的氣體是

 

．
步驟Ⅱ：關閉

 

，打開

 

，讓分液漏斗中的稀硫酸緩緩流下至不再產生氣泡時，關閉b．通過此步實驗，即可分離出另一種氣體．
（4）鐵元素可以形成3種氧化物，分別是FeO、Fe₂O₃ 和Fe₃O₄．取29g由鐵和氧兩種元素組成的固體樣品，在高溫時與足量CO充分反應，生成的氣體被足量澄清石灰水吸收，得到50g沉淀．由此分析，原樣品可能是

 

（選填字母）．
A．Fe₂O₃    B．Fe₃O₄     C．FeO和Fe₃O₄的混合物   D．Fe₂O₃和FeO的混合物．

Answer 1

考點：酸的化學性質,混合物的分離方法,二氧化碳的化學性質,一氧化碳的化學性質,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：物質的分離和提純,常見的酸 酸的通性

分析：（1）鐵銹的主要成分為氧化鐵，生銹的鐵釘放到足量的稀鹽酸中，表面的鐵銹先與鹽酸反應，當鐵銹反應完后，鐵繼續(xù)與鹽酸反應生成氫氣．
（2）①由圖，推測檢查圖中裝置氣密性的方法；步驟Ⅰ：考慮二氧化碳與氫氧化鈉溶液和氫氧化鈣溶液的反應，分離出一氧化碳；步驟Ⅱ：考慮碳酸鈉與稀硫酸反應，分離出二氧化碳氣體；
（4）本題原固體粉末的質量為29g則過濾所得沉淀的質量是50g；然后根據(jù)碳酸鈣沉淀的質量可以求出鐵氧化合物中氧元素的質量再進行判定．

解答：解：（1）鐵銹的主要成分是Fe₂O₃，它會與稀鹽酸反應，溶液由無色變?yōu)辄S色，反應的方程式為：Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，當鐵銹反應完后，里面的鐵繼續(xù)與鹽酸反應，產生氣泡，反應的方程式為：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑．
（2）①檢查裝置的氣密性．甲、乙、丙裝置內放入一定量水，使長導管口浸沒在水面以下，關閉b、c，打開a、d，并在最右端導管口接注射器．當向外緩慢拉動注射器活塞時，如果整套裝置氣密性良好，則能觀察到的現(xiàn)象是 甲、乙、丙裝置內長導管口均有氣泡冒出．
②分離CO和CO₂的混合氣體．可供選擇的試劑有：稀硫酸、濃硫酸、氫氧化鈉溶液、澄清石灰水．
步驟Ⅰ：關閉b、c，打開a、d，緩緩通入混合氣體，甲中發(fā)生反應的化學方程式為2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；若乙裝置中的現(xiàn)象是 石灰水未變渾濁，說明甲裝置中的反應是充分的；丙中試劑為 濃硫酸．通過此步實驗，分離出的氣體是 CO．
步驟Ⅱ：關閉 a、d，打開 b、c，讓分液漏斗中的稀硫酸緩緩流下，與碳酸鈉反應至不再產生氣泡時，關閉b．通過此步實驗，即可分離出另一種氣體二氧化碳．
（4）解：設生成50g碳酸鈣沉淀需反應的二氧化碳的質量為x
CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O
44             100
x              50g

44

100

=

x

50g

，解得x=22g
根據(jù)質量守恒定律二氧化碳中一半的氧元素來自于鐵的氧化物；
故鐵氧化合物中氧元素的質量為：22g×

32

44

×

1

2

═8g
鐵氧化合物中鐵、氧元素的質量比為：（29g-8g）：8g=21：8
設鐵氧兩元素的原子個數(shù)比

56m

16n

=

21

8

，則

m

n

=

3

4

，故鐵和氧兩種元素形成的固體粉末中鐵、氧兩元素的原子個數(shù)比為3：4．則
A、Fe₂O₃的中鐵、氧兩元素的原子個數(shù)比為2：3，故錯誤；
B、原粉末可能是四氧化三鐵，故正確；
C、FeO和Fe₃O₄的混合物，不可能，故錯誤；
D、FeO中鐵、氧兩元素的原子個數(shù)比為1：1；Fe₂O₃的中鐵、氧兩元素的原子個數(shù)比為2：3；
1：1＞3：4＞2：3；故兩者混合可能為3：4；可能是FeO和Fe₂O₃的混合物；故正確．
故選B、D．
故答案為：（1）Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O；Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
（2）①甲、乙、丙裝置內長導管口均有氣泡冒出．
②步驟Ⅰ：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O； 石灰水未變渾濁，濃硫酸． CO．
步驟Ⅱ：a、d，b、c，
（4）BD

點評：本題考查學生對金屬的性質及金屬銹蝕的條件及其防護措施的理解與在解題、生活中應用的能力．