Question

【题目】下面是铁及其化合物的实验探究，请回答相关问题：

（问题Ⅰ）

（1）以赤铁矿为原料冶炼铁的化学反应方程式为____。

（2）将Fe粉溶于稀H2SO4的化学方程式是____，此反应属于____(填基本反应类型)。用点燃法检验生成的H2前必须____。向上述反应后的溶液中滴加NaOH溶液，生成白色Fe(OH)2沉淀，随后沉淀变为灰绿色，白色沉淀变为灰绿色的原因之一是部分Fe(OH)2在湿润的空气中生成Fe(OH)3，其反应的化学方程式____。

（问题Ⅱ）

灰绿色固体的热分解实验。过滤、洗涤、低温干燥得到灰绿色固体，其组成为2FeSO42Fe(OH )2Fe2O3[相对分子质量为644]。兴趣小组称取此灰绿色固体6.44g，在科研人员的指导下用下图装置进行热分解实验。

（查阅资料）①Fe(OH)2在150℃~200℃时完全分解为FeO；

②FeSO4在450℃~500℃时完全分解为Fe2O3；

③2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑

④浓硫酸只能吸收SO3和H2O。

⑤SO2能使KMnO4溶液褪色

（1）加热前后及过程中均通入N2，加热前通N2的目的是_______。

（2）控制温度在不同的范围对A中样品加热，测得剩余固体质量随温度的变化如图所示。

①当加热到t1℃时，装置C中的溶液褪色，则通入到装置C中的气体为____。（填“化学式”）

②图中E点对应的ml=_______。

③图中F点对应物质中Fe2O3的质量为_______g。

④科研人员将F点所得剩余固体隔绝空气，在密闭容器中加热到1400℃,得到纯净的磁性Fe3O4。已知加热过程中发生两个反应，且反应前后固体总质量不变。请写出其中一个反应的化学方程式_______。

Answer 1

【答案】Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 置换反应 验纯 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 排尽装置中的空气，防止Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3 SO2 6.08（或6.1） 3.20（或3.2） 6Fe2O34Fe3O4+O2↑ （或6FeO+O22Fe3O4）

【解析】

问题Ⅰ：

（1）用一氧化碳还原氧化铁炼铁，主要是利用CO的还原性，在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；

（2）将Fe粉溶于稀H2SO4生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式是Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑，此反应的反应物是一种单质和一种化合物，生成物是一种单质和一种化合物，属于置换反应；用点燃法检验生成的H2前必须验纯。Fe（OH）2在湿润的空气中与氧气生成Fe（OH）3，其反应的化学方程式是4Fe（OH）2+O2+2H2O═4Fe（OH）3；

问题Ⅱ：

（1）加热前，通入一段时间N2的目的是将装置内的空气排尽，防止氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁；

（2）①当加热到t1℃时，高锰酸钾具有氧化性，能吸收二氧化硫，溶液由紫红色变浅，则通入到装置C中的气体为SO2；

②图2中E点对应的m1为2FeSO42Fe（OH）2Fe2O3中的氢氧化亚铁分解为FeO后剩余固体的质量，

设：生成水的质量为x。

x=0.36g；则m1=6.44g-0.36g=6.08g；

③设：生成Fe2O3的质量为y。

6.44g2FeSO42Fe（OH）2Fe2O3中含有FeSO4的质量=；

6.44g2FeSO42Fe（OH）2Fe2O3中含有Fe2O3的质量=；

y=1.6g；

图2中F点对应物质中Fe2O3的质量为1.6g+1.6g=3.2g；

④F点所得剩余固体是Fe2O3和FeO，隔绝空气，在密闭容器中加热到1400℃,得到纯净的磁性Fe3O4。已知加热过程中发生两个反应，且反应前后固体总质量不变。反应的化学方程式分别为：6Fe2O34Fe3O4+O2↑ 和6FeO+O22Fe3O4。