鐵及其化合物在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。
(一)鐵的廣泛應(yīng)用
(1)我國在東漢時期就大量使用鐵制品,但是出土的鐵器文物卻比較少見,其原因是鐵器在潮濕的環(huán)境中容易生銹,鐵銹的主要成分是Fe2O3?nH2O,可知鐵生銹主要與空氣中的
水蒸氣、氧氣
水蒸氣、氧氣
有關(guān)?,F(xiàn)代社會為了延緩鐵制品生銹通常將鐵制品做成“不銹鋼”,“不銹鋼”屬于 ac
ac
(填字母)。
a.合金
b.單質(zhì)
c.混合物
d.純金屬
(2)人體中鐵的含量一般在4~5g,這里的鐵一般是指 b
b
(填字母)。
a.單質(zhì)
b.元素
c.原子
d.分子
(3)高鐵酸鈉Na2FeO4是一種“綠色”凈水劑,主要用于池塘、水庫消毒。其生產(chǎn)原理為:2FeCl3+10NaOH+3NaClO═9X+2Na2FeO4+5H2O,則X的化學式為 NaCl
NaCl
。高鐵酸鈉在水中產(chǎn)生氧氣將細菌及有害雜質(zhì)氧化,起到殺菌消毒的作用,同時生成紅褐色沉淀氫氧化鐵吸附水中的懸浮雜質(zhì),同時生成NaOH,則高鐵酸鈉與水反應(yīng)的化學方程式為 4Na2FeO4+10H2O=8NaOH+4Fe(OH)3↓+3O2↑
4Na2FeO4+10H2O=8NaOH+4Fe(OH)3↓+3O2↑
。
(二)鐵紅(Fe2O3)的制備
鐵紅(Fe2O3)廣泛應(yīng)用于印染行業(yè),其生產(chǎn)流程如圖1,反應(yīng)均在氫氧化鐵懸濁液中進行,氫氧化鐵所起作用類似于催化劑。
(4)反應(yīng)得到的鐵紅固體需經(jīng)過過濾、洗滌、烘干。洗滌的目的是 除去表面可溶性雜質(zhì)
除去表面可溶性雜質(zhì)
,實驗室中洗滌操作一般在 過濾器
過濾器
中進行。
(5)該工藝生產(chǎn)鐵紅的總反應(yīng)方程式為 。
(三)鐵觸媒催化劑【單相碳化鐵(FexCy)】組成分析觸媒催化劑的主要成分為單相碳化鐵,工業(yè)單相碳化鐵中常常含有鐵單質(zhì)。
資料:①Fe,FexCy在加熱時與O2反應(yīng)能生成相應(yīng)氧化物。②FexCy不與酸反應(yīng)。
實驗1:取36.0g樣品,加入足量稀H2SO4,充分反應(yīng)后生成0.2gH2。
實驗2:另取36.0g樣品,按如圖2進行實驗。
表:裝置A和B的質(zhì)量變化
裝置 |
A |
B |
反應(yīng)前 |
300 |
400 |
反應(yīng)后 |
m |
408.8 |
實驗后A中固體全部變?yōu)榧t棕色,裝置A、B的質(zhì)量變化如上表。
(6)裝配好裝置后,實驗前先要
檢查裝置氣密性
檢查裝置氣密性
。
(7)反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)通一段時間氧氣,其作用是
將A中生成的氣體趕入后續(xù)裝置,使氣體被充分吸收
將A中生成的氣體趕入后續(xù)裝置,使氣體被充分吸收
。
(8)裝置C的作用是
防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入B中,防止造成實驗誤差
防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入B中,防止造成實驗誤差
。
(9)Fe
xC
y中,x:y=
5:2
5:2
。表中m的值是
312
312
。
(10)反思:若用空氣替代O
2進行實驗,測得x:y的值偏大,可能的原因是
空氣中氧氣含量不足,使得C元素轉(zhuǎn)化為CO
空氣中氧氣含量不足,使得C元素轉(zhuǎn)化為CO
。
【答案】水蒸氣、氧氣;ac;b;NaCl;4Na
2FeO
4+10H
2O=8NaOH+4Fe(OH)
3↓+3O
2↑;除去表面可溶性雜質(zhì);過濾器;2Fe+O
2+H
2O
H
2↑+Fe
2O
3;檢查裝置氣密性;將A中生成的氣體趕入后續(xù)裝置,使氣體被充分吸收;防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入B中,防止造成實驗誤差;5:2;312;空氣中氧氣含量不足,使得C元素轉(zhuǎn)化為CO