Question

【題目】（一）鐵材料的有關(guān)知識

（1）人類使用金屬先后經(jīng)歷了“青銅”、“鐵器”時代，到近代才開始大量使用鋁材料．這也反映出Cu、Fe、Al三種金屬的活動性由強到弱的順序是_____．

（2）在西漢時期就有“曾青得鐵則化為銅”之說，用化學(xué)方程式表示其原理_____．

（3）鋼鐵露置在空氣中易生銹，寫出一種防止鋼鐵生銹的方法_____．

以下是同學(xué)對鐵銹的成分、鐵銹制草酸亞鐵晶體及草酸亞鐵晶體熱分解的研究．

（二）用上述鐵銹制草酸亞鐵晶體（FeC2O4·nH2O）

資料：①FeSO4遇到氧氣氧化，會轉(zhuǎn)化為Fe2(SO4)3．

②FeSO4的溶解度如下表：

溫度/℃	0	10	30	50	60	70	80	90
溶解度/g	14.0	17.0	25.0	33.0	35.3	33.0	30.5	27.0

（制備流程）

（1）溶液加入過量鐵粉，發(fā)生的反應(yīng)有：Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4、_____．充分反應(yīng)后要趁熱過濾的目的是_____．

（2）流程中產(chǎn)生草酸亞鐵晶體反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____．

（3）制備過程中，溶液中通入氮氣的作用是_____．

（三）探究FeC2O4·nH2O熱分解的產(chǎn)物及n的值

（實驗裝置）

資料:①FeC2O4·nH2O為淡黃色粉末；FeO和Fe3O4都是黑色固體，其中FeO易被氧氣氧化．

②FeC2O4·nH2O加熱至300℃完全失去結(jié)晶水；繼續(xù)加熱至400℃，剩余固體受熱分解產(chǎn)生黑色固體、CO2和CO．

（實驗分析）

（1）若通過E裝置中澄清石灰水變渾濁來證明草酸亞鐵晶體熱分解產(chǎn)生CO，則需在B和C裝置之間增加盛有_____（填試劑名稱）的洗氣瓶．

（2）先鼓入氮氣，再加熱分解裝置的原因是_____．

（3）指出上述實驗裝置不足之處_____．

（4）取3.60gFeC2O4·nH2O，按上述實驗步驟進行實驗，測得熱分解裝置中固體質(zhì)量隨溫度變化曲線如下圖所示：

①FeC2O4·nH2O中n的值為_____．

②反應(yīng)后，熱分解裝置中殘留的黑色物質(zhì)為_____（填化學(xué)式）．

③草酸亞鐵晶體受熱分解的方程式為_____．

④若將圖中1.44g固體在空氣中充分加熱，固體增加0.16g，此固體(鐵的氧化物)為_____。

Answer 1

【答案】Al＞Fe＞Cu Fe+CuSO4====Cu+FeSO4 刷漆、涂油等 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 防止FeSO4因結(jié)晶而造成損失 (NH4)2C2O4+FeSO4=FeC2O4↓+(NH4)2SO4

或nH2O+(NH4)2C2O4+FeSO4=FeC2O4.·nH2O↓+(NH4)2SO4 防止FeSO4氧化成Fe2(SO4)3 氫氧化鈉溶液 排出裝置內(nèi)原有氣體，防止產(chǎn)生干擾(合理答案均可） 沒有進行尾氣處理 2 FeO FeC2O42H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O Fe2O3

【解析】

（一）（1）人類使用金屬越早，說明該金屬越不活潑，因此三種金屬的活動性由強到弱的順序是Al＞Fe＞Cu；

（2）在西漢時期就有“曾青得鐵則化為銅”之說，其原理是鐵和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+CuSO4═Cu+FeSO4；

（3）鋼鐵露置在空氣中易生銹，刷漆、涂油等可以防止鋼鐵生銹；

（二）（1）溶液加入過量鐵粉，鐵和硫酸鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵，和硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+Fe2（SO4）3＝3FeSO4、Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑；充分反應(yīng)后要趁熱過濾的目的是：防止FeSO4因結(jié)晶而造成損失；

（2）流程中產(chǎn)生草酸亞鐵晶體反應(yīng)的化學(xué)方程式為：(NH4)2C2O4+FeSO4=FeC2O4↓+(NH4)2SO4或（NH4）2C2O4+FeSO4+nH2O＝FeC2O4nH2O↓+（NH4）2SO4；

（3）制備過程中，溶液中通入氮氣的作用是防止FeSO4氧化成Fe2（SO4）3；

（三）（1）若通過E裝置中澄清石灰水變渾濁來證明草酸亞鐵晶體熱分解的氣體CO，則需在C和D裝置之間增加盛有氫氧化鈉溶液的洗氣瓶，以吸收二氧化碳氣體；

（2）先鼓入氮氣，再加熱分解裝置的原因是：排出裝置內(nèi)原有氣體，防止產(chǎn)生干擾；

（3）上述實驗裝置不足之處是：沒有進行尾氣處理，會導(dǎo)致一氧化碳擴散到空氣中污染環(huán)境；

（4）①結(jié)晶水質(zhì)量為：3.60g﹣2.88g＝0.72g

根據(jù)題意有144：18n＝2.88g：0.72g

n＝2

②3.60g晶體中鐵元素質(zhì)量為：3.60g×＝1.12g

反應(yīng)后，熱分解裝置中殘留的黑色物質(zhì)中鐵原子和氧原子個數(shù)比為： ＝1：1，即熱分解裝置中殘留的黑色物質(zhì)是氧化亞鐵，化學(xué)式為：FeO；

③草酸亞鐵晶體受熱分解生成氧化亞鐵、二氧化碳、一氧化碳和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：FeC2O42H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O；

④若將圖中1.44g固體在空氣中充分加熱，固體增加0.16g，說明參加反應(yīng)的氧氣質(zhì)量為0.16g，

此固體（鐵的氧化物）中鐵原子和氧原子個數(shù)比為： ＝2：3，即鐵的氧化物是三氧化二鐵。