(4)请写出四氧化三铁与盐酸反应的化学方程式 Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O . (5)有一包黑色粉末,可能是铁粉、Fe3O4粉未、FeO粉末中的一种.请你设计一种实验方案进行鉴别 取少量样品用磁铁吸引,不能被磁铁吸引,说明是FeO;能被磁铁吸引,说明是铁粉或Fe3O4粉未,在取少量样品加入稀盐酸,产生气泡,说明是铁.若没有产生气泡,说明是Fe3O4 .
【问题4】同学们参观了某钢铁厂,了解到钢铁厂在选矿时测定铁矿石中含铁量的方法较多,小明结合所学知识,设计了如图1所示的实验装置测定某赤铁矿样品中Fe203的质量分数.他称取l0.0g赤铁矿,当赤铁矿中的Fe2O3全部还原为Fe时,剩余固体在CO的保护下冷却、称量.质量为7.6g(假设赤铁矿中的杂质均不与CO反应).
(6)图中酒精灯的作用是 将多余的CO气体通过燃烧除掉,防止空气的污染 . (7)该赤铁矿中Fe203的质量分数为 80% (列出计算过程).
【问题5】在钢铁厂的实验室.同学们采集了用某种热分析仪记录的C0与Fe203进行反应时的有关数据,并得到固体质量与反应温度的关系曲线.如图2所示.
(8)根据图象分析,写出P点时固体成分的化学式 Fe .固体质量由48.0g变为46.4g的过程中发生反应的化学方程式为 Fe2O3 +3CO
2Fe+3CO2 .
考点: 实验探究物质的性质或变化规律;金属的化学性质;金属锈蚀的条件及其防护;酸的化学性质;书
写化学方程式、文字表达式、电离方程式;根据化学反应方程式的计算.
专题: 科学探究.
分析: (1)铁是在高温下炼制成,高温下会和空气中的氧气反应生成四氧化三铁或氧化亚铁,颜色都是
黑色氧化物,氧化铁是红色氧化物,常温下缓慢氧化或电化腐蚀生成得到,氧化铁为红色,四氧化三铁为黑色;
(2)防止铁生锈就是使铁与水或氧气隔绝;
(3)首先根据反应原理找出反应物、生成物、反应条件,根据化学方程式的书写方法、步骤进行书写即可;
(4)四氧化三铁是具有磁性的黑色晶体,可以近似地看怍是氧化亚铁和氧化铁的化合物.能与酸反应生成铁盐和亚铁盐;
(5)根据Fe2O3、Fe3O4、FeO与稀盐酸的反应现象及磁铁吸引方法设计实验方案进行检验; (6)根据一氧化碳有毒分析; (7)根据反应前后质量变化利用质量差法分析Fe203的质量,进而计算该赤铁矿中Fe203的质量分数;
(8)根据氧化性:Fe2O3>Fe3O4>FeO判断与CO反应的先后顺序,然后判断反应温度800℃(P点)时残留固体的成分;
根据氧化性顺序及温度判断固体质量由48.0g变为46.4g时参加反应的物质,然后写出反应的化学方程式;
解答: 解:(1)由于氧化铁为红色,四氧化三铁为黑色,则b的说法不正确,a说法正确,
(2)防止铁生锈就是使铁与水或氧气隔绝,可以采用涂油或刷漆的方法,
(3)铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,反应的化学方程式为3Fe+2O2(4)四氧化三铁与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水,化学方程式为:
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
(5)氧化亚铁是不溶于水的黑色粉末,能与酸反应,无磁性,也不能被磁铁吸引;铁可以与稀盐酸反应生成氢气,氧化铁溶于稀盐酸生成氯化铁和水,据此可以检验混合物组成,方法为:取少量样品用磁铁吸引,不能被磁铁吸引,说明是FeO;能被磁铁吸引,说明是铁粉或Fe3O4粉未,在取少量样品加入稀盐酸,产生气泡,说明是铁.若没有产生气泡,说明是Fe3O4
(6)由于CO有毒,不能直接排放,应该在排放尾气的导气管口放一盏燃着的酒精灯,将多余的CO气体通过燃烧除掉;
(7)设该赤铁矿中Fe203的质量为x
Fe3O4.
Fe2O3 +3CO2Fe+3CO2,质量减少
160 112 160﹣112=48 x l0.0g﹣7.6g=2.4g
=x=8g
该赤铁矿中Fe203的质量分数为
×100%=80%;
(8)根据氧化性Fe2O3>Fe3O4>FeO可知,与CO发生反应时,Fe2O3优先反应,然后Fe3O4反应,最后FeO反应,根据图象曲线可知,加热到800℃时三种氧化物反应完全,此时固体为Fe, 故答案为:Fe3O4、FeO;
②固体质量由48.0g变为46.4g时,对应温度为400﹣500℃,此时Fe2O3与CO反应,反应的化学方程式为:Fe2O3 +3CO
2Fe+3CO2;
Fe3O4.
故答案为:(1)a;(2)刷漆(3)3Fe+2O2
(4)Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
(5)取少量样品用磁铁吸引,不能被磁铁吸引,说明是FeO;能被磁铁吸引,说明是铁粉或Fe3O4粉未,在取少量样品加入稀盐酸,产生气泡,说明是铁.若没有产生气泡,说明是Fe3O4; (6)将多余的CO气体通过燃烧除掉,防止空气的污染. (7)80%;
(8)Fe;Fe2O3 +3CO
2Fe+3CO2.
点评: 本题考查了物质的检验与鉴别方法、铁及其氧化物的性质等知识,题目难度较大,注意掌握常见金
属单质及其化合物性质,明确物质检验与鉴别的实验方案的设计方法.
相关推荐: