Question

4．鐵及其化合物在國民經(jīng)濟(jì)、日常生活中占有非常重要的地位，了解鐵及其化合物的性質(zhì)和用途非常重要．請回答下列問題：
（1）鐵在自然界中以化合態(tài)存在，其氧化物呈黑色的是FeO、Fe₃O₄，呈紅棕色的是Fe₂O₃（填寫化學(xué)式）．
（2）鐵在純氧氣中燃燒的化學(xué)方程式為3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Fe₃O₄．
紅熱的鐵片投入水中，表面生成一層黑色晶體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
（3）鐵合金有下列數(shù)據(jù)：

鋼
碳素鋼（Fe、C、Mn、Si）			合金鋼
低碳鋼	中碳鋼	高碳鋼	碳素鋼+Cr、Mn、W、Ni、Co等
含碳量＜0.3%	含碳量0.3%～0.6%	含碳量＞0.6%
韌性好，強(qiáng)度低	韌性好、強(qiáng)度好	硬而脆	具有特殊性能

取25g某碳素鋼樣品，按下列實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行操作：

①A、B的作用是除去空氣中的二氧化碳和水蒸氣，
②充分加熱完全反應(yīng)后，D裝置質(zhì)量增加0.33g，該樣品屬于中碳鋼．
③沒有A、B裝置，實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏高（填“偏高”“偏低”“不影響”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鐵的活潑性和其氧化物的性質(zhì)來判斷；
（2）磁性氧化鐵是四氧化三鐵，生成四氧化三鐵的反應(yīng)有鐵在氧氣中點(diǎn)燃和鐵在水蒸氣下高溫反應(yīng)制得；
（3）①根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康幕卮穑?br />②根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，D裝置質(zhì)量增加0.33g即生成的二氧化碳的質(zhì)量，再根據(jù)碳守恒計(jì)算；
③沒有AB，則二氧化碳變大，則含碳量變大．

解答 解：（1）根據(jù)鐵在空氣中易被氧化，故鐵是以化合態(tài)存在；其氧化物呈黑色的是FeO、Fe₃O₄，氧化物中顏色是紅色的是Fe₂O₃，故答案為：化合；FeO、Fe₃O₄；Fe₂O₃；
（2）磁性氧化鐵是四氧化三鐵，生成四氧化三鐵的反應(yīng)有3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Fe₃O₄；3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，
故答案為：3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Fe₃O₄；3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
（3）①根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析，進(jìn)入樣品的空氣不能含二氧化碳和水蒸氣，所以AB的作用就是除去空氣中的二氧化碳和水蒸氣，故答案為：除去空氣中的二氧化碳和水蒸氣；
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，D裝置質(zhì)量增加0.33g即生成的二氧化碳的質(zhì)量，再根據(jù)碳守恒則樣品中的碳的質(zhì)量為：$\frac{033}{44}$×12=0.09g，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.09}{25}$×100%=0.36%
所以為中碳鋼，故答案為：中碳；
③沒有AB，則二氧化碳偏大，則含碳量偏高，故答案為：偏高．

點(diǎn)評 本題考查無機(jī)物推斷，屬于開放性題目，需要學(xué)生熟練掌握元素化合物知識，中計(jì)算關(guān)鍵清楚個(gè)階段發(fā)生的反應(yīng)，注意利用守恒思想解答，難度中等．