Question

【题目】铁及其化合物在生产生活中有广泛的应用。

(一)铁的应用和防护

（1）某麦片中含微量铁粉，食用后铁粉与胃酸反应转化为人体可吸收的铁元素，反应的化学方程式为______。

（2）铁锈主要成分是Fe2O3nH2O ，铁生锈主要与空气中的______有关。

（3）如图实验说明NaCl在铁生锈中的作用是______。

（4）铁生锈的次要过程：

写出Fe转化为FeCO3总反应的化学方程式______。

（5）为防止铁生锈，可对铁制品进行“发蓝”处理，使其表面生成致密氧化物（其中Fe、O元素质量比为21：8）保护膜，该氧化物的化学式为______。

（二）废铁的再利用

黄钠铁矾[NaFex(SO4)y(OH)z]是一种高效净水剂。用废铁屑（主要成分为Fe，含少量Fe2O3和FeCO3）制备黄钠铁矾的主要流程如下：

（1）将废铁屑研磨成粉末的目的是______。

（2）“酸溶”时H2SO4与Fe、FeCO3反应，还发生的化学方程式有______和Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4。

（3）“转化1”发生反应的化学方程式为______。反应时温度不宜过高的原因是______。

(三）黄钠铁矾组成确定

称取9.70g黄钠铁矾，用下图装置进行热分解实验。

（资料）①NaFex(SO4)y(OH)z在T1℃分解会生成H2O（气态），提高温度至T2℃继续分解产生SO3气体，并得到Fe203和Na2SO4。

②浓硫酸可用于吸收SO3。

（1）装配好实验装置后，先要______。

（2）分别控制温度在T1℃、T2℃对A中固体加热。

①控制温度在T1℃加热，实验后测得B装置质量增加1.08g。

②用D装置替换B装置，控制温度在T2℃，加热至反应完全。

③T1℃、T2℃时，加热后均通入一段时间N2，目的是______。

（3）完全反应后，将A装置中固体溶于足量水，过滤、洗涤、烘干得4.80g固体，将滤液蒸干得1.42g固体（不含结晶水）。

结论：NaFex(SO4)y(OH)z中，x:y:z=_______。

反思：若该实验过程中缺少C装置，则x:z的值____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

Answer 1

【答案】 Fe + 2HCl= FeCl2 + H2↑ 水和氧气(或H20和O2） 加快铁的腐蚀 2Fe + O2 + 2CO2 == 2FeCO3 Fe3O4 增大接触面积，加快反应速率（或提高铁的浸取率） Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O 2FeSO4 + H2O2 + H2SO4 == Fe2(SO4)3 + 2H2O 防止H2O2分解 检查装置的气密性 使生成的H2O和SO3分别被B装置和D装置充分吸收 3：2：6 偏小

【解析】

（一）（1）根据盐酸和铁反应生成氯化亚铁和氢气进行分析；（2）根据铁和空气中的氧气、水共同作用会发生锈蚀进行分析；（3）根据铁在氯化钠存在的环境中会加速锈蚀进行分析；（4）根据铁、氧气、二氧化碳反应生成碳酸亚铁进行分析；（5）根据铁的氧化物中，Fe、O元素质量比为21：8进行分析；（二）（1）根据增大反应物的接触面积，可以加快反应速率进行分析；（2）根据铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气进行分析；（3）根据硫酸亚铁、硫酸、过氧化氢反应生成硫酸铁和水，过氧化氢受热易分解进行分析；（三）（1）根据有气体参加的反应，需要检验装置气密性进行分析；（2）根据通入氮气能形成气压差产生气流进行分析；（3）根据黄钠铁矾固体减少的质量是生成的水蒸气，不溶性的固体是氧化铁，溶液蒸发得到的固体是硫酸钠进行分析；反思：根据碱石灰具有吸水性进行分析。

（一）（1）盐酸和铁反应生成氯化亚铁和氢气，化学方程式为Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑；（2）铁和空气中的氧气、水共同作用会发生锈蚀，所以铁生锈主要与空气中的氧气、水有关；（3）铁在氯化钠存在的环境中会加速锈蚀，所以NaCl在铁生锈中的作用是加速了铁的生锈；（4）铁、氧气、二氧化碳反应生成碳酸亚铁，化学方程式为：2Fe＋O2＋2CO2═2FeCO3；（5）Fe、O元素质量比为21：8，设铁的氧化物的化学式为：FexOy，56x：16y＝21：8，x：y＝3：4
所以氧化物的化学式为：Fe3O4；
（二）（1）增大反应物的接触面积，可以加快反应速率，所以将废铁屑研磨成粉末的目的是：加快反应速率；
（2）铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式为：Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑；
（3）硫酸亚铁、硫酸、过氧化氢反应生成硫酸铁和水，化学方程式为：2FeSO4＋H2SO4＋H2O2＝Fe2（SO4）3＋2H2O，过氧化氢受热易分解，所以反应时温度不宜过高的原因是：温度过高，会造成过氧化氢的分解；
（三）（1）有气体参加的反应，需要检验装置气密性；（2）通入氮气能形成气压差产生气流，所以T1℃、T2℃时，加热后均通入一段时间N2，目的是：将装置内的气体全部排出；（3）黄钠铁矾固体减少的质量是生成的水蒸气，不溶性的固体是氧化铁，溶液蒸发得到的固体是硫酸钠，所以氧化铁的质量为4.8g，硫酸钠的质量为1.42g，水的质量为1.08g，所以x：y：z＝3：2：6；反思：碱石灰具有吸水性，所以若该实验过程中缺少C装置，则x：z的值偏小。