17.钢铁是重要的金属材料,在工农业生产和生活中应用非常广泛.
I.铁的应用
(1)下列铁制品的利用与金属导热性有关的是B(填字母).
A.铁钳 B.铁锅 C.刀具
(2)“纳米α-Fe粉”可以用于食品保鲜,称之为“双吸剂”,因为它能吸收空气中的氧气和水(或O
2和H
2O).
Ⅱ.铁的冶炼
工业炼铁的原理是高温下用CO作还原剂,将铁从氧化物中还原出来.请回答下列问题:
(1)写出以赤铁矿(主要成分氧化铁)为原料,在高温下炼铁的化学方程式:Fe
2O
3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO
2 ;
(2)高炉炼铁中,焦炭的作用除了可以生成一氧化碳外,还能提供热源,维持炉温;
Ⅲ.实验探究炼铁原理
某化学兴趣小组在实验室中模拟工业炼铁的原理,并探究CO与Fe
2O
3反应后的产物.
通过查阅资料知道:
①草酸(H
2C
2O
4)固体与浓硫酸混合加热会产生一氧化碳,化学反应方程式为
H
2C
2O
4$\frac{\underline{\;浓硫酸\;}}{△}$CO↑+CO
2↑+H
2O
②NaOH溶液可以吸收二氧化碳,反应方程式为:2NaOH+CO
2═Na
2CO
3+H
2O
③常温下,Ca(OH)
2微溶于水;浓硫酸具有强烈的吸水性
于是他设计了图1的实验装置,结合装置回答下列问题:
(1)图A是用固体草酸和浓硫酸制取CO的反应装置,你认为应选择图2中的丁(填装置编号);
(2)图中装置C的作用是证明CO
2是否已经除尽;
(3)为了证明产物中有二氧化碳,装置F中的试剂应该是少量的澄清的石灰水(或氢氧化钙溶液)(填试剂名称),反应的化学方程式为CO
2+Ca(OH)
2═CaCO
3↓+H
2O;
(4)该装置设计有一个明显缺陷,你认为是缺少尾气处理装置.
(5)实验时准确称取一定质量纯净的Fe
2O
3固体按上图进行实验,当E中固体全部变黑后,继续通入CO直到玻璃管冷却.将得到黑色的固体加入到足量的稀盐酸,发现固体全部溶解,但无气泡产生.
查阅资料:a.铁的氧化物在足量的稀盐酸中均能全部溶解.
b.Fe
2O
3与CO反应的固体生成物可能情况如下:
Fe
2O
3$\stackrel{400℃-500℃}{→}$Fe
3O
4$\stackrel{500℃-600℃}{→}$FeO(黑色)$\stackrel{700℃-800℃}{→}$Fe
根据“无气泡”猜想,黑色粉末可能是:①Fe
3O
4;②FeO③Fe
3O
4和FeO.
(6)定量分析 用电子天平称量得部分数据如下:
| 玻璃管质量 | 玻璃管及其中固体的质量 | 装置F及其中物质的总质量 |
反应前 | 28.20g | 33.00g | 300.0g |
反应后 | 32.84g | 300.4g |
根据上述数据,纯净的Fe
2O
3固体质量为4.80g,请选择有效的数据,推断出反应后黑色固体的成分.(写出计算过程)根据推断结果,写出该实验中玻璃管内发生的化学反应方程式CO+3Fe
2O
3$\frac{\underline{\;400℃~500℃\;}}{\;}$2Fe
3O
4+CO
2.