6.铁是生产、生活中应用广泛的金属材料,经还原铁粉是一种重要的化工原料.
(一)铁的锈蚀及防护
(1)如图1为某兴趣小组探究生锈的三个实验.最先观察到铁锈的是C(选填序号).请提出防止铁生锈的一种措施喷漆.
(2)铁生锈的主要过程为:Fe$\stackrel{O_{2}、H_{2}O}{→}$Fe(OH)
2$\stackrel{O_{2}、H_{2}O}{→}$Fe(OH)
3$\stackrel{风吹日晒}{→}$Fe
2O
3×H
2O写出Fe(OH)
2→Fe(OH)
3反应的化学方程式4Fe(OH)
2+O
2+2H
2O=4Fe(OH)
3.
(3)在钢船底镶嵌一块比铁活泼的金属可减缓海水对船体的腐蚀,可选用的金属是C(选填序号).
A.Cu B.Pt(铂) C.Zn
(4)“发蓝”处理是在铁表面形成致密氧化膜,以防止其腐蚀.
①“发蓝”的原理是:36Fe+4NaNO
2+9NaNO
3+26H
2O═12X+13NaOH+13NH
3↑,X的化学式为Fe
3O
4②将“发蓝“处理不完全的铁件浸泡在硫酸铜溶液中,表面会产生红色物质.其原因是Fe+CuSO
4=Cu+FeSO
4(用化学方程式表示)
(二)精还原铁粉制备
利用氧化铁制备精还原铁粉的工艺流程如图2所示
(5)焙烧中焦炭的作用除可以生成CO外,还能提供热量.写出氧化铁与CO反应的化学方程式:Fe
2O
3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO
2(三)含量测定及分析
粗还原铁粉中还含有少量铁的氧化物和Fe
3C,为测定粗还原铁粉中氧和碳元素的质量分数并得到精还原铁粉,取粗还原铁粉样品20.00g,按如图3装置进行实验(假设每步反应都完全)
已知:浓硫酸有吸水性,碱石灰能吸收H
2O和CO
2(6)实验开始时要先通入纯净干燥的H
2,目的是除去装置内的空气(或氧气),防止发生爆炸;装置A中发生的反应为:Fe
xO
y+y H
2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$xFe+y H
2O,Fe
3C+2H
2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+CH
4.测得装置B增重0.36g,则样品中氧元素的质量分数是1.6%
(7)装置C中发生的反应为:3CH
4+4Fe
2O
3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3CO
2+6H
2O+8Fe,反应中C装置中的现象是红棕色粉末慢慢变成黑色;测得装置E增加的质量为0.44g,则样品中碳元素的质量分数是0.6%.
(8)若缺少F装置,则测定的碳元素的质量分数会偏大(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(9)D、E装置中增重的质量之比为>9:11(选填“>”、“<”或“=”).