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(12分)钢铁表面发蓝(或发黑,在钢铁表面形成一层致密的氧化物Fe3O4)可提高其耐磨、耐蚀性能。其原理是:

①在NaOH溶液中,将铁粉溶解在NaNO2溶液中,除水之外,还可产生A和C。其中C为气体,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

②A能在过量的NaNO2溶液中继续反应,生成B和C。

③A和B的溶液能继续反应,生成Fe3O4

经研究发现:A和B的焰色反应均为黄色,其导电性实验均为K2SO4型。生成物中A与C、B与C的物质的量之比均为31。回答下列问题:

4-1  写出并配平化学反应方程式。

4-2  实践中发现适当提高温度或增大NaNO2溶液的浓度有利于氧化膜增厚,但加大NaOH溶液浓度对膜层厚度影响不大。试说明原因。

4-3  发蓝层遇光气(COCl2),若不及时清洗,则发蓝层的完整性将被破坏。写出有关的化学反应方程式。

4-4  有一种隐形材料D可由B与Zn(NO3)2 反应生成,也可用以硝酸铁、硝酸锌、氢氧化钠等为原料的水热合成法。请确定D的化学式,并判断上述制备D的反应是否属于氧化还原反应。此法所得产品D能够隐形的原因是什么?

4-1  3 Fe+NaNO2+5NaOH=3Na2FeO2+NH3↑+H2O

Na2FeO2+NaNO2+5H2O=3Na2Fe2O4+NH3↑+7NaOH

Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O=Fe3O4+4NaOH(各1分)

4-2  因NaNO2是氧化剂,增大NaNO2浓度可使反应向生成Fe3O4方向移动;而升高温度可以增强NaNO2的氧化性;由于NaOH是介质,当它的浓度达到一定要求后,再升高c(OH),对化学平衡(生成氧化物层厚度)影响不大,何况还抑制Na2Fe2O4、Fe3O4的生成。(3分)

4-3  2 Fe3O4+9COCl2=6FeCl3+8CO2↑+CO↑。(2分)

4-4  D:ZnFe2O4;(2分)  非氧化还原反应;(1分) D晶粒直径应在10nm(纳米)左右。(1分)

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

I.设反应①Fe(s)+CO2(g)?FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1.反应  ②Fe(s)+H2O(g)?FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2,在不同温度下,K1、K2的值如下:
T(K) K1 K2
973 1.47 2.36
1173 2.15 1.67
(1)现有反应③CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g),这是一个
 
(填“吸”或“放”)热反应,要使平衡③向右移动,可采取的措施有
 
(填序号).
A.缩小反应容器容积  B.扩大反应容器容积    C.降低温度
D.升高温度    E.使用合适的催化剂    F.设法减少CO的量
(2)若反应Fe(s)+CO2(g)?FeO(s)+CO(g)在温度T1下进行;Fe(s)+H2O(g)?FeO(s)+H2(g)在温度T2下进行,已知T1>T2,且c(CO2)>c(H2O)(其他条件均相同),则两者的反应速率
 
 (填序号).
A.前者大    B.后者大    C.一样大  D.无法判断
II.(1)钢铁的表面发蓝、发黑处理是常用的防腐方法.请配平主要反应的方程式:
 
Na2FeO2+
 
NaNO2+
 
H2O═
 
NaFeO2+
 
NH3↑+
 
NaOH
(2)钢铁经冷、浓HNO3处理后“钝化”能达到防腐目的,不同浓度的HNO3与铁反应的还原产物很复杂,其分布曲线如下图.
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①图示可知,分析HNO3与铁反应的规律是
 

②工业上一般不用冷浓硝酸进行铁表面处理,其可能的原因是
 

(3)金属(M)的腐蚀是因为发生反应:M-ne-→Mn+,除了上述表面处理的方法外,下列方法也能起到防腐作用的是
 
 (填字母编号)
A.在铁中掺入铬等金属制成不锈钢  B.在铁制品表面镀锌
C.提高铁中含碳量,制成生铁       D.将水库铁闸门与直流电源的负极相连.

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科目:高中化学 来源: 题型:

精英家教网金属腐蚀造成很大的经济损失,甚至超过自然灾害,其中钢铁锈蚀最为严重,寻求防止钢铁腐蚀的方法意义重大.
(1)钢铁的表面发蓝、发黑处理是常用的防腐方法.下列反应是主要反应之一.
请配平方程式:
 
 Na2FeO2+
 
 NaNO2+
 
 
 
 NaFeO2+
 
 NH3↑+
 
 NaOH
(2)钢铁的“钝化”处理也能达到防腐目的,经冷、浓HNO3处理后,其表面有一层致密氧化物保护膜,但是加热或在稀HNO3中就不能“钝化”.不同浓度的HNO3与铁反应的还原产物很复杂,其分布曲线如图.
①图示可知,密度为1.05g?mL-1的硝酸与铁反应时,其最多的还原产物是
 
;密度大于1.35g?mL-1的硝酸与铁反应时,其还原产物主要是NO2;分析HNO3与铁反应的规律是:
 

②m g铁与含n g HNO3的硝酸溶液恰好完全反应,若硝酸的还原产物只有NO,则m的取值可能是
 
(填字母编号 ).
A.
1
5
n
  B.
2
9
n
  C.
1
4
n
  D.
1
3
n
  E.
1
2
n

③工业上一般不用冷浓硝酸进行铁表面处理,其可能的原因是:
 

(3)金属M的腐蚀是因为发生反应:M-ne-→Mn+,除了上述表面处理的方法外,下列方法也能起到防腐作用的是
 
(填字母编号).
A.在铁中掺入铭、镇等金属,改变其内部结构,制成不锈钢
B.在铁制品表面镀锌
C.提高铁中含碳量,制成生铁
D.将水库铁闸门与直流电源的负极相连.

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科目:高中化学 来源:2012-2013学年天津市和平区高三第一次质量调查理综化学试卷(解析版) 题型:填空题

I.设反应①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1。反应  ②Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2,在不同温度下,K1、K2的值如下:

T(K)

K1

K2

973

1.47

2.36

1173

2.15

1.67

 

(1)现有反应③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),这是一个      (填“吸”或“放”)热反应,要使平衡③向右移动,可采取的措施有       (填序号)。

A.缩小反应容器容积

B.扩大反应容器容积

C.降低温度

D.升高温度

E.使用合适的催化剂

F.设法减少CO的量

(2)若反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)在温度T1下进行;Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)在温度T2下进行,已知T1>T2,且c(CO2)>c(H2O)(其他条件均相同),则两者的反应速率        (填序号)。

A.前者大      B.后者大      C.一样大      D.无法判断

II.(1)钢铁的表面发蓝、发黑处理是常用的防腐方法。请配平主要反应的方程式:

□Na2FeO2+□NaNO2+□H2O=□NaFeO2+□NH3↑+□NaOH

(2)钢铁经冷、浓HNO3处理后“钝化”能达到防腐目的,不同浓度的HNO3与铁反应的还原产物很复杂,其分布曲线如图。

①图示可知,分析HNO3与铁反应的规律是             

②工业上一般不用冷浓硝酸进行铁表面处理,其可能的原因是         

(3)金属(M)的腐蚀是因为发生反应:M-ne-→Mn+,除了上述表面处理的方法外,下列方法也能起到防腐作用的是       (填字母编号)

A.在铁中掺入铬等金属制成不锈钢

B.在铁制品表面镀锌

C.提高铁中含碳量,制成生铁

D.将水库铁闸门与直流电源的负极相连

 

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科目:高中化学 来源: 题型:

金属腐蚀造成很大的经济损失,甚至超过自然灾害,其中钢铁锈蚀最为严重,寻求防止钢铁腐蚀的方法意义重大。

(1)钢铁的表面发蓝、发黑处理是常用的防腐方法。下列反应是主要反应之一。

请配平方程式:口 Na2FeO2+ 口 NaNO2+ 口       = 口 NaFeO2+ 口 NH3↑+ 口 NaOH

(2)钢铁的“钝化”处理也能达到防腐目的,经冷、浓 HNO3 处理后,其表面有一层致密氧化物保护膜,但是加热或在稀HNO3中 就不能 “钝化”。不同浓度的HNO3 与铁反应的还原产物很复杂,其分布曲线如图。

①图示可知,密度为 1.05g?mL-1 的硝酸与铁反应时,其最多的还原产物是        

          ;密度大于1.35 g?mL-1的硝酸与铁反应时,其还原产物主要是 NO2;分析HNO3 与铁反应的规律是:                               

② mg 铁与含 n g HNO3的硝酸溶液恰好完全反应,若硝酸的还原产物只有 NO, 则 m 的取值可能是         (填字母编号 )

A.         B.          C.         D.        E.

③工业上一般不用冷浓硝酸进行铁表面处理,其可能的原因是:                      

           

(3)金属 (M) 的腐蚀是因为发生反应: M-ne→Mn+,除了上述表面处理的方法外,下列方法也能起到防腐作用的是          (填字母编号)

A.在铁中掺入铭、镇等金属,改变其内部结构,制成不锈钢

B.在铁制品表面镀辞

C.提高铁中含碳量,制成生铁

D.将水库铁闸门与直流电源的负极相连

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