Question

12．合金材料的研究与工业生产的发展关系密切．
（1）请写出铁的一种常见合金材料的名称．生铁（或钢）；铁片有“热胀冷缩”现象在因为随着温度的变化，铁原子之间的距离会发生改变．
（2）金属元素在自然界中，通常以伴生状态存在．如常见的食盐水中就含有一定量的Ca²⁺和Mg²⁺，若依次向其中加入过量的Na₂CO₃和NaOH溶液，可以除去其中的Ca²⁺和Mg²⁺．接下来的操作是向过滤得到的滤液中加入适量的稀盐酸，加稀盐酸的目的是除去过量的NaOH和Na₂CO₃．
（3）如图是探究炼铁原理的实验装置．
①实验时A装置中能够观察到的现象是固体由红棕色变成黑色．如果B装置中的氢氧化钠溶液是过量的，实验结束后去少量B装置中的溶液，滴加过量的BaCI₂溶液，可观察到的现象是有白色沉淀生成．接下来在所得到的溶液中，滴加紫色石蕊试液，可观察到的现象是溶液呈现蓝色．
②上述实验结束后，测得B装置共增重2.2g，则A装置中被还原的氧化铁的质量是多少？

Answer 1

分析 （1）根据常见的铁合金以及原子的特征来分析；
（2）根据除杂质的方法与步骤来分析；
（3）①根据炼铁的实验现象、盐的化学性质以及溶液的酸碱性来分析；
②根据B装置增重的质量为生成二氧化碳的质量，利用化学方程式计算出氧化铁的质量即可．

解答 解：（1）生铁和钢是最常见的两种铁合金，铁原子之间的距离随着温度的改变而改变，所以铁片有“热胀冷缩”现象；故填：生铁（或钢）；铁原子之间的距离；
（2）加入过量的氢氧化钠溶液可以除去其中的镁离子，将其转化为氢氧化镁沉淀，但加入过量的Na₂CO₃和NaOH溶液后，氯化钠溶液中又存在了多余的碳酸根离子与氢氧根离子，此时加入适量的盐酸，以除去过量的NaOH和Na₂CO₃；故填：NaOH；除去过量的NaOH和Na₂CO₃；
（3）①在高温的条件下，一氧化碳将氧化铁还原为铁，所以观察到玻璃管内的红棕色粉末慢慢变成黑色；二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，因为B装置中的氢氧化钠溶液是过量的，实验结束后的B装置溶液中有碳酸钠和氢氧化钠两种溶质，取少量B装置中的溶液，滴加过量的BaCl₂溶液，氯化钡与碳酸钠反应生成碳酸钡白色沉淀和氯化钠，溶液仍含有氢氧化钠，显碱性，滴加紫色的石蕊试液变蓝色；故填：固体由红棕色变成黑色；有白色沉淀生成；溶液呈现蓝色；
②解：设氧化铁的质量为x，则
3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
         160                     132
           x                       2.2g
$\frac{160}{132}=\frac{x}{2.2g}$
x≈2.7g
答：被还原的氧化铁的质量是2.7g．

点评 本题通过一氧化碳还原氧化铁的反应，考查相关化学反应式的书写和计算，要同学们具有综合的化学知识，才可做好此题．