2.今年揚(yáng)州迎來高鐵交通發(fā)展的高潮。高鐵給我們帶來的不僅是交通方便,出行快捷,甚至是帶來旅游業(yè)的繁榮。制造鐵軌需要大量的合金鋼,新集中學(xué)化學(xué)興趣小組為此展開探究:
(一)工業(yè)上煉鐵煉鋼和軋制鋼材的主要流程如圖1:
已知:生鐵的含碳量為2%~4.3%,鋼的含碳量為0.03%~2%。
(1)煉鐵的固體原料中加入焦炭的作用是
,
(用方程式表示);
(2)煉鐵的固體原料需經(jīng)過粉碎,其目的是
;
(3)熱空氣和高爐氣體的主要成分有一種相同,這種氣體是
(填化學(xué)式);
(4)煉鋼爐中,通入純氧而不用空氣的目的是
。將鋼錠軋成鋼板,體現(xiàn)了金屬的
性。
(二)該興趣小組發(fā)現(xiàn)未經(jīng)處理的鋼鐵容易生銹。同學(xué)們接著探究了鐵生銹的相關(guān)問題。
【知識(shí)回顧】鐵生銹的條件為鐵與
、
同時(shí)接觸,為了防止鐵制品生銹,應(yīng)采取的措施是
(寫出一種)。
【查閱資料】鐵銹成分復(fù)雜,化學(xué)式可簡單表示為Fe2O3?nH2O,在加熱時(shí)會(huì)分步反應(yīng),首先失去結(jié)晶水,其反應(yīng)可表示為Fe2O3?nH2OFe2O3+nH2O.濃硫酸可以吸水,堿石灰可以吸收水和二氧化碳。
【提出問題】鐵銹(Fe2O3?nH2O)中n的值等于多少呢?
【問題探究】小明發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室中有一保管不善的鐵粉,大部分已經(jīng)結(jié)塊成紅褐色,為了探究鐵銹(Fe2O3?nH2O)的組成,稱取27.0g這種鐵粉樣品,按如圖2所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(1)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先
;
(2)為了保證實(shí)驗(yàn)安全,實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先
,目的是
;
(3)D的作用是
;
(4)請指出該裝置中有一處明顯不足
;
【數(shù)據(jù)處理】圖3是加熱時(shí)間和A中固體質(zhì)量關(guān)系圖象,下表是B、C中質(zhì)量不再變化時(shí)B中濃硫酸、C中堿石灰裝置質(zhì)量變化情況。
|
反應(yīng)前(g) |
反應(yīng)后(g) |
B |
100 |
105.4 |
C |
150 |
163.2 |
(5)鐵銹(Fe
2O
3?nH
2O)中n的值是
;
(6)寫出T
3-T
4時(shí)間段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式
;
(7)計(jì)算原樣品中單質(zhì)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是
。(計(jì)算結(jié)果保留到0.1%)