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金屬是一類重要的材料，人類的生活和生產(chǎn)都離不開它。某興趣小組發(fā)現(xiàn)未經(jīng)處理的鋼鐵容易生銹，同學(xué)們嘗試探究了鐵生銹的相關(guān)問題。

【知識回顧】（1）為了防止鐵制品生銹，應(yīng)采取的措施是
刷漆（合理即可）
刷漆（合理即可）
（寫出一種）。
【查閱資料】①鐵銹成分復(fù)雜，化學(xué)式可簡單表示為Fe₂O₃?nH₂O，在加熱時會分步反應(yīng)，首先失去結(jié)晶水，其反應(yīng)可表示為Fe₂O₃?nH₂O
△

Fe₂O₃+nH₂O。
②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)實驗室中有一份保管不善的鐵粉，大部分已經(jīng)結(jié)塊成紅褐色，為了探究鐵銹（Fe₂O₃?nH₂O）的組成，他稱取27.0g這種鐵粉樣品，按如圖1所示裝置進行實驗。
（2）B裝置的作用是
吸收鐵銹加熱反應(yīng)后失去的結(jié)晶水
吸收鐵銹加熱反應(yīng)后失去的結(jié)晶水
。
（3）從環(huán)保的角度考慮，該實驗缺少尾氣處理裝置，請你進行補充：
將尾氣通到酒精燈的火焰上燃燒掉（合理即可）
將尾氣通到酒精燈的火焰上燃燒掉（合理即可）
。
【數(shù)據(jù)處理】圖2是加熱時間和A中固體質(zhì)量關(guān)系圖像，表是B、C中質(zhì)量不再變化時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

（4）鐵銹（Fe₂O₃?nH₂O）中n的值是
3
3
。
（5）寫出t₃～t₄時間段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：
Fe₂O₃+3CO

高溫

2Fe+3CO₂
Fe₂O₃+3CO

高溫

2Fe+3CO₂
。
實驗小組連接如圖3裝置。檢查裝置氣密性后，加入mg鐵粉與足量稀鹽酸進行實驗。（常溫常壓，氫氣密度是dg/mL）
（6）完全反應(yīng)后，常溫常壓下測得生成氣體體積為VmL，則該固體中鐵銹質(zhì)量分數(shù)表達式為
m
-
28
V
d
m
×
100
%
m
-
28
V
d
m
×
100
%
。
（7）該實驗條件下測得鐵銹質(zhì)量分數(shù)偏小的原因是
氫氣未干燥，含有水蒸氣
氫氣未干燥，含有水蒸氣
；解決方法是
在乙、丙裝置間加一個干燥裝置
在乙、丙裝置間加一個干燥裝置
。

【考點】實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量；常見氣體的檢驗與除雜方法；金屬銹蝕的條件及其防護；書寫化學(xué)方程式、文字表達式、電離方程式；根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算．

【答案】刷漆（合理即可）；吸收鐵銹加熱反應(yīng)后失去的結(jié)晶水；將尾氣通到酒精燈的火焰上燃燒掉（合理即可）；3；Fe₂O₃+3CO

高溫

2Fe+3CO₂；

100

；氫氣未干燥，含有水蒸氣；在乙、丙裝置間加一個干燥裝置

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/10/31 8:0:1組卷：61引用：1難度：0.5

相似題

1．目前，我國鋼鐵產(chǎn)量居世界第一，為國民經(jīng)濟的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。
（一）鐵的廣泛應(yīng)用
（1）我國在西漢時期就有“曾青得鐵則化為銅”之說，用化學(xué)方程式表示其原理

。
（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酸防護服材料。以上敘述中不涉及到

（選填序號）。
A．合金 B．無機非金屬材料 C．合成材料 D．復(fù)合材料

（二）鐵銹成分的探究
（1）圖1為某興趣小組探究鐵生銹的三個實驗，最先觀察到鐵銹的是

（選填序號）。
（2）鐵生銹的主要過程為：Fe
O
2
．
H
2
O
Fe（OH）₂
O
2
．
H
2
O
Fe（OH）₃
風(fēng)吹日曬
Fe₂O₃?xH₂O，次要過程為：Fe
O
2
．
C
O
2
．
H
2
O
FeCO₃，寫出Fe→Fe（OH）₂反應(yīng)的化學(xué)方程式

。
（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25.4g,在科研人員的指導(dǎo)下用圖2裝置進行實驗。
【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CO₂．②溫度高于500℃時鐵的氧化物才能被CO還原。
（1）裝配好實驗裝置后，首先要

。
（2）裝置A中的反應(yīng)為：

₂C₂O₄（草酸）
濃
H
2
S
O
4
△
CO↑+CO₂↑+H₂O．通過B、C裝置可得到干燥、純凈的CO氣體，洗氣瓶B中應(yīng)盛放

（選填序號）。
a.濃硫酸 b.澄清的石灰水 c.氫氧化鈉溶液
（3）現(xiàn)控制D裝置中的溫度為300℃對鐵銹進行熱分解，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2.2g。則樣品中FeCO₃的質(zhì)量m（FeCO₃）=

g,x=

。
（4）若缺少G裝置，測得的m（FeCO₃）

（選填“偏大”、“偏小”、“不變”，下同），x的值會

。
（三）煉鐵過程的探究
（1）寫出工業(yè)上用赤鐵礦（主要成分Fe₂O₃）煉鐵主要原理的化學(xué)方程式

。
【查閱資料】用CO還原Fe₂O₃煉鐵的過程大致分為三個階段：
階段1：3Fe₂O₃+CO

500
-
600
℃

2Fe₃O₄+CO₂
階段2：Fe₃O₄+CO

600
-
700
℃

3FeO+CO₂
階段3：FeO+CO

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，進行CO還原鐵的氧化物煉鐵過程的探究。加熱時測定D中剩余固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖3所示。圖中M點對應(yīng)的a=

（請列出計算過程）。
發(fā)布：2024/10/31 8:0:1組卷：34引用：1難度：0.3
解析
2．今年揚州迎來高鐵交通發(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。
【知識回顧】鐵生銹的條件為鐵與

、

同時接觸，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，在加熱時會分步反應(yīng)，首先失去結(jié)晶水，其反應(yīng)可表示為Fe₂O₃?nH₂O
△

Fe₂O₃+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)實驗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所示裝置進行實驗。

（1）實驗前應(yīng)先

；
（2）為了保證實驗安全，實驗開始時應(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（Fe₂O₃?nH₂O）中n的值是

；
（6）寫出T₃-T₄時間段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

；
（7）計算原樣品中單質(zhì)鐵的質(zhì)量分數(shù)是

。（計算結(jié)果保留到0.1%）
發(fā)布：2024/10/31 8:0:1組卷：33引用：1難度：0.5
解析
3．防止金屬腐蝕，特別是鋼鐵的銹蝕是世界科學(xué)家研究和技術(shù)領(lǐng)域中的重大問題，鐵生銹的條件為與

同時解除，鐵銹成分復(fù)雜，主要成分為氧化鐵（Fe₂O₃）

物質(zhì)可加速鐵的銹蝕．
用鹽酸除去鐵銹的化學(xué)方程式為

，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】小明同學(xué)發(fā)現(xiàn)鐵生銹是鐵與空氣中的物質(zhì)發(fā)生的一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，生成氫氧化亞鐵【Fe（OH）₂】，后再在空氣中被氧化為氫氧化鐵【Fe（OH）₃】，F(xiàn)e（OH）₃不穩(wěn)定，在陽光照射下發(fā)生緩慢的分解反應(yīng)生成氧化鐵（Fe₂O₃），鐵銹的化學(xué)式可簡單表示為Fe₂O₃?nH₂O．
【提出問題】鐵銹（Fe₂O₃?nH₂O）中的n的值等于多少呢？
【問題探究】小明發(fā)現(xiàn)實驗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，按如圖所示裝置進行實驗．

（1）為了保證實驗安全，實驗開始時應(yīng)先

，防止

．
（2）A中的現(xiàn)象是

，B中濃硫酸的作用是

．D中堿石灰的作用是

（3）請指出該裝置中有一處明顯不足

．
【數(shù)據(jù)處理】一下是加熱時間和A中固體質(zhì)量關(guān)系圖象及B、C中質(zhì)量補在變化時B中濃硫酸，C中堿石灰裝置質(zhì)量變化情況．

（1）n的值是

．
（2）寫出T3-T4時間段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

．
（3）計算原樣品中單質(zhì)鐵的質(zhì)量分數(shù)．
反應(yīng)前（g）反應(yīng)會（g）
B 100 105.4
C 150 163.2
發(fā)布：2024/10/31 8:0:1組卷：23引用：1難度：0.5
解析

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	反應(yīng)前（g）	反應(yīng)后（g）
B	100	105.4
C	150	163.2

	反應(yīng)前（g）	反應(yīng)會（g）
B	100	105.4
C	150	163.2