5.(一)鐵的廣泛應(yīng)用
(1)我國(guó)在西漢時(shí)期就有“曾青得鐵則化為銅”之說(shuō),用化學(xué)方程式表示其原理Fe+CuSO4=FeSO4+Cu.
(2)鐵與鉻(Cr)、鎳(Ni)等金屬熔合可形成“不銹鋼”,用不銹鋼絲和聚乙烯纖維為原料可制作耐防護(hù)服材料.以上敘述中不涉及到B(選填序號(hào)).
A.合金   B.無(wú)機(jī)非金屬材料   C.合成材料   D.復(fù)合材料
(3)某品牌的麥片中含微量鐵粉,食用后可在胃酸的作用下轉(zhuǎn)化為人體可吸收的鐵元素,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+2HCl═FeCl2+H2↑.
(二)鐵銹成分的探究
(1)圖為某興趣小組探究鐵生銹的三個(gè)實(shí)驗(yàn),最先觀察到鐵銹的是C(選填序號(hào)).

(2)鐵生銹的主要過(guò)程為:Fe$\stackrel{O_{2}、H_{2}O}{→}$Fe(OH)2$\stackrel{O_{2}、H_{2}O}{→}$Fe(OH)3$\stackrel{風(fēng)吹日曬}{→}$Fe2O3•xH2O
次要過(guò)程為:Fe$\stackrel{H_{2}、O_{2}、CO_{2}}{→}$FeCO3
寫(xiě)出 Fe→Fe(OH)2反應(yīng)的化學(xué)方程式2Fe+O2+2H2O═2Fe(OH)2
(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22.5g,在科研人員的指導(dǎo)下用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn).

【查閱資料】①Fe2O3•xH2O失去結(jié)晶水溫度為110℃,F(xiàn)eCO3在282℃分解為FeO和CO2.度高于500℃時(shí)鐵的氧化物才能被CO還原.
(1)裝配好實(shí)驗(yàn)裝置后,首先要檢查裝置的氣密性.
(2)裝置A中的反應(yīng)為:H2C2O4(草酸)$→_{△}^{濃硫酸}$CO↑+CO2↑+H2O.通過(guò)B、C裝置可得到干燥、純凈的CO氣體,洗氣瓶B中應(yīng)盛放c(選填序號(hào)).   
a.濃硫酸   b.澄清的石灰水  c.足量氫氧化鈉濃溶液
(3)現(xiàn)控制D裝置中的溫度為300℃對(duì)鐵銹進(jìn)行熱分解,直至D裝置中剩余固體質(zhì)量不再變化為止,冷卻后裝置E增重3.6g,裝置F增重1.1g.則樣品中FeCO3的質(zhì)量m(FeCO3)=5.8g,x=2.
(4)若缺少G裝置,測(cè)得的m(FeCO3)偏大(選填“偏大”、“偏小”、“不變”,下同),x的值會(huì)偏大.
(三)煉鐵過(guò)程的探究
(1)寫(xiě)出工業(yè)上用赤鐵礦(主要成分Fe2O3)煉鐵主要原理的化學(xué)方程式Fe2O3+3CO $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO2
【查閱資料】用CO還原Fe2O3煉鐵的過(guò)程大致分為三個(gè)階段:
階段1:3Fe2O3+CO $\frac{\underline{\;500~600℃\;}}{\;}$ 2Fe3O4+CO2
階段2:Fe3O4+CO$\frac{\underline{\;600~700℃\;}}{\;}$3FeO+CO2
階段3:FeO+CO$\frac{\underline{\;>700℃\;}}{\;}$ Fe+CO2
(2)將上述300℃熱分解后的D裝置中剩余固體繼續(xù)分階段升溫,進(jìn)行CO還原鐵的氧化物煉鐵過(guò)程的探究.加熱時(shí)測(cè)定D中剩余固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖所示.圖中M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的a=3.6,b=14.4.

分析 (一)(1)根據(jù)鐵和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅進(jìn)行分析;
(2)根據(jù)材料的分類(lèi)解答;
(3)根據(jù)胃酸的主要成分是鹽酸,鹽酸和鐵反應(yīng)會(huì)生成氯化亞鐵和氫氣進(jìn)行分析;
(二)(1)根據(jù)鐵生銹的條件進(jìn)行解答;
(2)根據(jù)鐵與水和氧氣作用下生成氫氧化亞鐵進(jìn)行分析;
(3)①根據(jù)有氣體參加或生成的反應(yīng),組裝好儀器后,要先檢驗(yàn)裝置氣密性,再裝藥品進(jìn)行反應(yīng);
②根據(jù)草酸分解生成水、二氧化碳、一氧化碳,在一氧化碳參與反應(yīng)之前,需要先將二氧化碳和水除去進(jìn)行分析;
③根據(jù)濃硫酸有吸水性,堿石灰會(huì)與二氧化碳反應(yīng)進(jìn)行分析;
④根據(jù)空氣中的二氧化碳、水會(huì)與堿石灰反應(yīng)進(jìn)行分析;
(三)(1)根據(jù)一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳進(jìn)行分析;
(2)根據(jù)碳酸亞鐵分解生成氧化亞鐵和二氧化碳,一氧化碳還原氧化鐵的三個(gè)階段的反應(yīng)可知,M點(diǎn)實(shí)際是一氧化碳將氧化鐵還原生成了氧化鐵和碳酸亞鐵分解生成氧化亞鐵的質(zhì)量之和,結(jié)合前面計(jì)算出的碳酸亞鐵的質(zhì)量、氧化鐵的質(zhì)量即可求出M點(diǎn)的數(shù)值.

解答 解:(一)(1)硫酸銅溶液遇到金屬鐵時(shí),鐵與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)能生成金屬銅,化學(xué)方程式為:Fe+CuSO4=Cu+FeSO4;
(2)不銹鋼絲屬于金屬材料,聚乙烯纖維屬于合成材料,耐酸防護(hù)服材料屬于復(fù)合材料,故選:B;
(3)胃酸的主要成分是鹽酸,鹽酸和鐵反應(yīng)會(huì)生成氯化亞鐵和氫氣,化學(xué)方程式為:Fe+2HCl═FeCl2+H2↑;
(二)(1)鐵生銹時(shí),需要水分和氧氣同時(shí)存在,當(dāng)有鹽類(lèi)物質(zhì)存在時(shí),生銹速度加快,故選:C;
(2)鐵與水和氧氣作用下生成氫氧化亞鐵,化學(xué)方程式為:2Fe+O2+2H2O═2Fe(OH)2
(3)①有氣體參加或生成的反應(yīng),組裝好儀器后,要先檢驗(yàn)裝置氣密性,再裝藥品進(jìn)行反應(yīng);
②依據(jù)質(zhì)量守恒定律可知,生成物中有氫元素,所以反應(yīng)物中也必須有氫元素,草酸分解生成水、二氧化碳、一氧化碳,在一氧化碳參與反應(yīng)之前,需要先將二氧化碳和水除去,濃硫酸有吸水性,氫氧化鈉會(huì)與二氧化碳反應(yīng),要先除二氧化碳,在除水蒸氣,所以洗氣瓶B中應(yīng)盛放氫氧化鈉溶液,故選:c;
③濃硫酸有吸水性,堿石灰會(huì)與二氧化碳反應(yīng),加熱到了300℃,所以一氧化碳不會(huì)還原氧化鐵,濃硫酸增加的質(zhì)量是水的質(zhì)量,來(lái)自鐵銹,堿石灰增加的質(zhì)量來(lái)自碳酸亞鐵分解生成的二氧化碳,所以依據(jù)元素守恒進(jìn)行計(jì)算
設(shè)碳酸亞鐵的質(zhì)量為y,
$\frac{12}{116}$×y=$\frac{12}{44}$×1.1g
y=5.8g
所以Fe2O3•xH2O為:25.4g-5.8g=19.6g,氧化鐵的質(zhì)量為:$\frac{160}{196}$×19.6g=16g
$\frac{2x}{160+18x}$×19.6g=$\frac{2}{18}$×3.6g
            x=2;
④空氣中的二氧化碳、水會(huì)與堿石灰反應(yīng),導(dǎo)致F裝置中收集的二氧化碳質(zhì)量偏大,所以碳酸亞鐵質(zhì)量偏大,F(xiàn)e2O3•xH2O,所以x質(zhì)量偏大;
(三)(1)一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳,化學(xué)方程式為:Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO2;
(2)設(shè)碳酸亞鐵生成的氧化亞鐵質(zhì)量為a,
FeCO3→FeO
116         72
5.8g          a
 $\frac{116}{5.8g}=\frac{72}{a}$
  a=3.6g
氧化鐵生成的氧化亞鐵質(zhì)量為b,
Fe2O3→2FeO
 160    144
 16g     b
 $\frac{160}{16g}=\frac{144}$
  b=14.4g
所以M=14.4g+3.6g=18g.
故答案為:
(一)(1)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;
(2)B;
(3)Fe+2HCl═FeCl2+H2↑;
(二)(1)C;
(2)2Fe+O2+2H2O═2Fe(OH)2
(三)(1)檢查裝置的氣密性;
(2)c;
(3)5.8,2;
(4)偏大,偏大;
(三)(1)Fe2O3+3CO $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO2;
(2)3.6,14.4.

點(diǎn)評(píng) 本題考查一氧化碳還原鐵的氧化物的步驟、現(xiàn)象、化學(xué)反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě),以及用不同的方法驗(yàn)證鐵的存在,需要同學(xué)們具有比較全面的化學(xué)知識(shí).

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

3.目前,我國(guó)已經(jīng)正式實(shí)施環(huán)境空氣質(zhì)量新標(biāo)準(zhǔn),向社會(huì)及時(shí)公布PM2.5實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物,也稱為可入肺顆粒物,與較粗的大氣顆粒物相比,PM2.5粒徑小,很難被人體的呼吸系統(tǒng)過(guò)濾,因而對(duì)人體健康和空氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大.下列哪些措施對(duì)PM2.5的治理能起到積極作用( 。
①加大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,加快淘汰落后產(chǎn)能    ②加強(qiáng)建筑工地、道路揚(yáng)塵控制
③發(fā)展城市公共交通,提倡使用清潔能源    ④?chē)?yán)厲查處焚燒垃圾、秸稈.
A.①②③④B.①②③C.①③④D.①②

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科目:初中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

4.下列物質(zhì)能在pH=1的溶液中共存且形成的溶液為無(wú)色的是( 。
A.(NH42SO4、NaNO3、KCl、B.K2SO4、KNO3、KMnO4
C.Na2SO4、NaCl、Na2CO3D.CaCl2、NaNO3、KOH

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科目:初中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

1.除去括號(hào)中的雜質(zhì)(寫(xiě)出操作步驟,相關(guān)方程式):
(1)Cu(Fe粉):Fe+2HCl=FeCl2+H2↑(合理即可)
(2)FeSO4溶液(CuSO4溶液):Fe+CuSO4═FeSO4+Cu.

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科目:初中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

8.含氨15%的氨水2千克,稀釋到含氨0.3%時(shí),需要加水(  )
A.98千克B.100千克C.102千克D.104千克

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科目:初中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

10.某無(wú)色氣體可能由CO和H2中的一種或兩種組成,為了確定其成分,化學(xué)興趣小組的同學(xué)進(jìn)行了以下探究.
【查閱資料】白色的無(wú)水硫酸銅遇水會(huì)變成藍(lán)色.
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】

①如圖裝置A中盛放的液體名稱是石灰水.
②如圖裝置的正確連接順序是:CBAD(填字母,且每套裝置限用一次).
【進(jìn)行猜想】若裝置連接正確,有關(guān)無(wú)色氣體成分的猜想和對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下表:
無(wú)色氣體的成分對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
裝置A中的液體裝置B中的固體裝置C中的固體
猜想一:只有CO變渾濁無(wú)明顯現(xiàn)象變紅
猜想二:有一氧化碳和氫氣變渾濁變藍(lán)
猜想三:只有H2無(wú)變化變藍(lán)
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】進(jìn)行實(shí)驗(yàn),證明猜想二正確.
【拓展延伸】鐵元素可以形成三種氧化物,分別是Fe2O3、Fe3O4 和FeO(黑色).將CuO換為某黑色粉末(可能由一種或幾種鐵的氧化物組成),仍用如圖裝置按原連接順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn),充分反應(yīng)至鐵的氧化物全部轉(zhuǎn)化為鐵,裝置C需做的一處改進(jìn)是將酒精燈換成酒精噴燈.
【數(shù)據(jù)分析】假設(shè)上述實(shí)驗(yàn)中每一步吸收都是完全的,若黑色粉末的質(zhì)量為4.8g,反應(yīng)后裝置A的增重為1.1g,裝置B的增重為0.9g,則黑色粉末的成分是四氧化三鐵與氧化亞鐵的混合物.

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科目:初中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

17.已知2H2O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$ 2H2↑+O2↑、2H2O2 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 2H2O+O2↑.下列關(guān)于水和雙氧水的說(shuō)法正確的是( 。
①組成元素相同   ②構(gòu)成不同    ③化學(xué)性質(zhì)相同   ④水中通入氧氣生成雙氧水  ⑤都能發(fā)生分解反應(yīng),生成氧氣.
A.①②③B.③④⑤C.①②⑤D.①②③④

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科目:初中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

14.某興趣小組同學(xué)進(jìn)行了氨(NH3)的制取和有關(guān)性質(zhì)的探究實(shí)驗(yàn).
查閱的資料:氨氣通常情況下是有刺激性氣味的無(wú)色氣體,密度比空氣小,能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試液變藍(lán)色,極易溶于水,濃氨水具有揮發(fā)性.加熱熟石灰和氯化銨固體混合物可以生成氨氣,若要快速產(chǎn)生氨氣,可以將濃氨水滴加到生石灰中得到.

請(qǐng)根據(jù)有關(guān)信息回答下列問(wèn)題:
(1)利用A裝置制取氨氣的化學(xué)方程式是2NH4Cl+Ca(OH)2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2H2O+2NH3↑.
(2)將濃氨水滴加到生石灰中快速產(chǎn)生氨氣,發(fā)生裝置最好是B(選填裝置編號(hào)).
(3)研究性學(xué)習(xí)小組用圖2所示的裝置探究氨的性質(zhì),觀察到脫脂棉團(tuán)由白色變?yōu)榧t色.該現(xiàn)象涉及到的性質(zhì)是ABD(填字母編號(hào)).
A.氨分子是不斷運(yùn)動(dòng)的
B.濃氨水具有揮發(fā)性
C.氨氣有刺激性氣味
D.氨氣的水溶液顯堿性
(4)若將制取氨氣的熟石灰溶于水形成的飽和溶液置于小燒杯并放入一只大燒杯中(如圖3),在大燒杯中加入下列物質(zhì),觀察到小燒杯中飽和溶液變渾濁,則加入的物質(zhì)是AD(填字母編號(hào)).
A.水和濃硫酸
B.水和氯化鈉固體
C.水和硝酸銨固體
D.水和氫氧化鈉固體.

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科目:初中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

15.下列現(xiàn)象的解釋或結(jié)論正確的是( 。
A.把活性炭投入到紅墨水中墨水紅色褪去--發(fā)生了化學(xué)變化
B.氣體受熱膨脹--氣體分子受熱體積變大
C.把燃燒著的木條伸入集氣瓶中木條熄滅--瓶中氣體一定是二氧化碳
D.用嘴吹滅燃燒著的蠟燭--降低蠟燭的溫度

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