Question

5．目前，我國(guó)鋼鐵產(chǎn)量居世界第一，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)．
（一）鐵的廣泛應(yīng)用
（1）我國(guó)在西漢時(shí)期就有“曾青得鐵則化為銅”之說(shuō)，用化學(xué)方程式表示其原理Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu．
（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(hù)服材料．以上敘述中不涉及到B（選填序號(hào)）．
A．合金   B．無(wú)機(jī)非金屬材料   C．合成材料   D．復(fù)合材料
（二）鐵銹成分的探究
（3）如圖為某興趣小組探究鐵生銹的三個(gè)實(shí)驗(yàn)，
最先觀察到鐵銹的是C（選填序號(hào)）．
（4）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)下用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

【查閱資料】①Fe₂O₃•xH₂O多余空溫度為110℃，F(xiàn)eCO₃在282℃分解為FeO和CO₂．②溫度高于500℃時(shí)鐵的氧化物才能被CO還原．
①裝置A中的反應(yīng)為：H₂C₂O₄（草酸）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c（選填序號(hào)）．
a．濃硫酸        b．澄清的石灰水       c．氫氧化鈉溶液
②現(xiàn)控制D裝置中的溫度為300℃對(duì)鐵銹進(jìn)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）=5.8g，x=2．

Answer 1

分析 （一）（1）根據(jù)鐵和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)材料的分類解答；

（二）（3）根據(jù)鐵生銹的條件進(jìn)行解答；
（4）根據(jù)鐵與水和氧氣作用下生成氫氧化亞鐵進(jìn)行分析；
①根據(jù)草酸分解生成水、二氧化碳、一氧化碳，在一氧化碳參與反應(yīng)之前，需要先將二氧化碳和水除去進(jìn)行分析；
③根據(jù)濃硫酸有吸水性，堿石灰會(huì)與二氧化碳反應(yīng)進(jìn)行分析；

解答 解：（一）（1）硫酸銅溶液遇到金屬鐵時(shí)，鐵與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)能生成金屬銅，化學(xué)方程式為：Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄；
（2）不銹鋼絲屬于金屬材料，聚乙烯纖維屬于合成材料，耐酸防護(hù)服材料屬于復(fù)合材料，故選：B；
（二）（3）鐵生銹時(shí)，需要水分和氧氣同時(shí)存在，當(dāng)有鹽類物質(zhì)存在時(shí)，生銹速度加快，故選：C；
（4）①依據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，生成物中有氫元素，所以反應(yīng)物中也必須有氫元素，草酸H₂C₂O₄分解生成水、二氧化碳、一氧化碳，在一氧化碳參與反應(yīng)之前，需要先將二氧化碳和水除去，濃硫酸有吸水性，氫氧化鈉會(huì)與二氧化碳反應(yīng)，要先除二氧化碳，在除水蒸氣，所以洗氣瓶B中應(yīng)盛放氫氧化鈉溶液，故選：c；
②濃硫酸有吸水性，堿石灰會(huì)與二氧化碳反應(yīng)，加熱到了300℃，所以一氧化碳不會(huì)還原氧化鐵，濃硫酸增加的質(zhì)量是水的質(zhì)量，來(lái)自鐵銹，堿石灰增加的質(zhì)量來(lái)自碳酸亞鐵分解生成的二氧化碳，所以依據(jù)元素守恒進(jìn)行計(jì)算
設(shè)碳酸亞鐵的質(zhì)量為y，$\frac{12}{116}$×y=$\frac{12}{44}$×2.2g，y=5.8g，
所以Fe₂O₃•xH₂O為：25.4g-5.8g=19.6g，氧化鐵的質(zhì)量為：$\frac{160}{196}$×19.6g=16g，$\frac{2x}{160+18x}$×19.6g=$\frac{2}{18}$×3.6g，解得x=2；
故答案為：
（一）（1）Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；（或其它可溶性銅鹽與鐵反應(yīng)）（2）B；
（二）（3）C；（4）①c； ②5.8； 2

點(diǎn)評(píng) 本題考查一氧化碳還原鐵的氧化物的步驟、現(xiàn)象、化學(xué)反應(yīng)式的書寫，以及用不同的方法驗(yàn)證鐵的存在，需要同學(xué)們具有比較全面的化學(xué)知識(shí)．