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(shí)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 H2O和O2H2O和O2有關(guān)。現(xiàn)代社會(huì)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 aa(選填序號(hào))。
a.金屬材料
b.無機(jī)非金屬材料
c.合成材料
d.復(fù)合材料
(2)人體中鐵的含量一般在4~5g,這里的鐵一般是指 bb(選填序號(hào))。
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(xué)式為 NaClNaCl。高鐵酸鈉在水中產(chǎn)生氧氣將細(xì)菌及有害雜質(zhì)氧化,起到殺菌消毒的作用,同時(shí)生成紅褐色沉淀吸附水中的懸浮雜質(zhì),但是在使用過程中會(huì)使水中的pH明顯上升,則高鐵酸鈉與水反應(yīng)的化學(xué)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(jìn)行,氫氧化鐵所起作用類似于催化劑。
(4)在懸濁液中通入氧氣后需要及時(shí)添加鐵粉,否則反應(yīng)速度將快速降低,寫出該原因的反應(yīng)的化學(xué)方程式 2Fe(OH)3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+6H2O2Fe(OH)3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+6H2O。
(5)反應(yīng)得到的鐵紅固體需經(jīng)過過濾、洗滌、烘干。取最后一次洗滌后的濾液,向其中滴加 Ba(NO3)2溶液(或BaCl2溶液或Ba(OH)2溶液)Ba(NO3)2溶液(或BaCl2溶液或Ba(OH)2溶液),無明顯現(xiàn)象,則固體已洗凈。
(6)該工藝生產(chǎn)鐵紅的總反應(yīng)方程式為 4Fe+O2+4H2O 催化劑 2Fe2O3+4H24Fe+O2+4H2O 催化劑 2Fe2O3+4H2。
(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(shí)與O2反應(yīng)能生成相應(yīng)氧化物。
②FexCy不與酸反應(yīng)。
實(shí)驗(yàn)1:取36.0g樣品,加入足量稀H2SO4,充分反應(yīng)后生成0.2gH2。
實(shí)驗(yàn)2:另取36.0g樣品,按如圖2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
表:裝置A和B的質(zhì)量變化
催化劑
催化劑
裝置 | A | B |
反應(yīng)前 | 300 | 400 |
反應(yīng)后 | m | 408.8 |
(7)裝配好裝置后,實(shí)驗(yàn)前先要
檢查裝置的氣密性
檢查裝置的氣密性
。(8)反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)通一段時(shí)間氧氣,其作用是
將A中生成的CO2全部趕入裝置B中充分吸收,減少誤差
將A中生成的CO2全部趕入裝置B中充分吸收,減少誤差
。(9)裝置C的作用是
防止空氣中的CO2和H2O進(jìn)入B裝置中,減少誤差
防止空氣中的CO2和H2O進(jìn)入B裝置中,減少誤差
。(10)FexCy中,x:y=
5:2
5:2
。表中m的值是 312
312
。(11)反思:若用空氣替代O2進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測得x:y的值偏大,可能的原因是
FexCy中的部分碳元素生成了CO
FexCy中的部分碳元素生成了CO
。【考點(diǎn)】物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化和制備;金屬材料及其應(yīng)用;金屬銹蝕的條件及其防護(hù);化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià).
【答案】H2O和O2;a;b;NaCl;4Na2FeO4+10H2O=8NaOH+4Fe(OH)3↓+3O2↑;2Fe(OH)3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+6H2O;Ba(NO3)2溶液(或BaCl2溶液或Ba(OH)2溶液);4Fe+O2+4H2O 2Fe2O3+4H2;檢查裝置的氣密性;將A中生成的CO2全部趕入裝置B中充分吸收,減少誤差;防止空氣中的CO2和H2O進(jìn)入B裝置中,減少誤差;5:2;312;FexCy中的部分碳元素生成了CO
催化劑
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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