17.鋼鐵是重要的金屬材料,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中應(yīng)用非常廣泛.
I.鐵的應(yīng)用
(1)下列鐵制品的利用與金屬導(dǎo)熱性有關(guān)的是B(填字母).
A.鐵鉗 B.鐵鍋 C.刀具
(2)“納米α-Fe粉”可以用于食品保鮮,稱之為“雙吸劑”,因?yàn)樗芪湛諝庵械难鯕夂退ɑ騉
2和H
2O).
Ⅱ.鐵的冶煉
工業(yè)煉鐵的原理是高溫下用CO作還原劑,將鐵從氧化物中還原出來.請(qǐng)回答下列問題:
(1)寫出以赤鐵礦(主要成分氧化鐵)為原料,在高溫下煉鐵的化學(xué)方程式:Fe
2O
3+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO
2 ;
(2)高爐煉鐵中,焦炭的作用除了可以生成一氧化碳外,還能提供熱源,維持爐溫;
Ⅲ.實(shí)驗(yàn)探究煉鐵原理
某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室中模擬工業(yè)煉鐵的原理,并探究CO與Fe
2O
3反應(yīng)后的產(chǎn)物.
通過查閱資料知道:
①草酸(H
2C
2O
4)固體與濃硫酸混合加熱會(huì)產(chǎn)生一氧化碳,化學(xué)反應(yīng)方程式為
H
2C
2O
4$\frac{\underline{\;濃硫酸\;}}{△}$CO↑+CO
2↑+H
2O
②NaOH溶液可以吸收二氧化碳,反應(yīng)方程式為:2NaOH+CO
2═Na
2CO
3+H
2O
③常溫下,Ca(OH)
2微溶于水;濃硫酸具有強(qiáng)烈的吸水性
于是他設(shè)計(jì)了圖1的實(shí)驗(yàn)裝置,結(jié)合裝置回答下列問題:
(1)圖A是用固體草酸和濃硫酸制取CO的反應(yīng)裝置,你認(rèn)為應(yīng)選擇圖2中的丁(填裝置編號(hào));
(2)圖中裝置C的作用是證明CO
2是否已經(jīng)除盡;
(3)為了證明產(chǎn)物中有二氧化碳,裝置F中的試劑應(yīng)該是少量的澄清的石灰水(或氫氧化鈣溶液)(填試劑名稱),反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO
2+Ca(OH)
2═CaCO
3↓+H
2O;
(4)該裝置設(shè)計(jì)有一個(gè)明顯缺陷,你認(rèn)為是缺少尾氣處理裝置.
(5)實(shí)驗(yàn)時(shí)準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量純凈的Fe
2O
3固體按上圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn),當(dāng)E中固體全部變黑后,繼續(xù)通入CO直到玻璃管冷卻.將得到黑色的固體加入到足量的稀鹽酸,發(fā)現(xiàn)固體全部溶解,但無氣泡產(chǎn)生.
查閱資料:a.鐵的氧化物在足量的稀鹽酸中均能全部溶解.
b.Fe
2O
3與CO反應(yīng)的固體生成物可能情況如下:
Fe
2O
3$\stackrel{400℃-500℃}{→}$Fe
3O
4$\stackrel{500℃-600℃}{→}$FeO(黑色)$\stackrel{700℃-800℃}{→}$Fe
根據(jù)“無氣泡”猜想,黑色粉末可能是:①Fe
3O
4;②FeO③Fe
3O
4和FeO.
(6)定量分析 用電子天平稱量得部分?jǐn)?shù)據(jù)如下:
| 玻璃管質(zhì)量 | 玻璃管及其中固體的質(zhì)量 | 裝置F及其中物質(zhì)的總質(zhì)量 |
反應(yīng)前 | 28.20g | 33.00g | 300.0g |
反應(yīng)后 | 32.84g | 300.4g |
根據(jù)上述數(shù)據(jù),純凈的Fe
2O
3固體質(zhì)量為4.80g,請(qǐng)選擇有效的數(shù)據(jù),推斷出反應(yīng)后黑色固體的成分.(寫出計(jì)算過程)根據(jù)推斷結(jié)果,寫出該實(shí)驗(yàn)中玻璃管內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式CO+3Fe
2O
3$\frac{\underline{\;400℃~500℃\;}}{\;}$2Fe
3O
4+CO
2.