Question

【題目】下面是鐵及其化合物的實驗探究，請回答相關問題：

（問題Ⅰ）

（1）以赤鐵礦為原料冶煉鐵的化學反應方程式為____。

（2）將Fe粉溶于稀H2SO4的化學方程式是____，此反應屬于____(填基本反應類型)。用點燃法檢驗生成的H2前必須____。向上述反應后的溶液中滴加NaOH溶液，生成白色Fe(OH)2沉淀，隨后沉淀變為灰綠色，白色沉淀變為灰綠色的原因之一是部分Fe(OH)2在濕潤的空氣中生成Fe(OH)3，其反應的化學方程式____。

（問題Ⅱ）

灰綠色固體的熱分解實驗。過濾、洗滌、低溫干燥得到灰綠色固體，其組成為2FeSO42Fe(OH )2Fe2O3[相對分子質量為644]。興趣小組稱取此灰綠色固體6.44g，在科研人員的指導下用下圖裝置進行熱分解實驗。

（查閱資料）①Fe(OH)2在150℃~200℃時完全分解為FeO；

②FeSO4在450℃~500℃時完全分解為Fe2O3；

③2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑

④濃硫酸只能吸收SO3和H2O。

⑤SO2能使KMnO4溶液褪色

（1）加熱前后及過程中均通入N2，加熱前通N2的目的是_______。

（2）控制溫度在不同的范圍對A中樣品加熱，測得剩余固體質量隨溫度的變化如圖所示。

①當加熱到t1℃時，裝置C中的溶液褪色，則通入到裝置C中的氣體為____。（填“化學式”）

②圖中E點對應的ml=_______。

③圖中F點對應物質中Fe2O3的質量為_______g。

④科研人員將F點所得剩余固體隔絕空氣，在密閉容器中加熱到1400℃,得到純凈的磁性Fe3O4。已知加熱過程中發生兩個反應，且反應前后固體總質量不變。請寫出其中一個反應的化學方程式_______。

Answer 1

【答案】Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 置換反應 驗純 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 排盡裝置中的空氣，防止Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3 SO2 6.08（或6.1） 3.20（或3.2） 6Fe2O34Fe3O4+O2↑ （或6FeO+O22Fe3O4）

【解析】

問題Ⅰ：

（1）用一氧化碳還原氧化鐵煉鐵，主要是利用CO的還原性，在高溫下和氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，反應的化學方程式為Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；

（2）將Fe粉溶于稀H2SO4生成硫酸亞鐵和氫氣，反應的化學方程式是Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑，此反應的反應物是一種單質和一種化合物，生成物是一種單質和一種化合物，屬于置換反應；用點燃法檢驗生成的H2前必須驗純。Fe（OH）2在濕潤的空氣中與氧氣生成Fe（OH）3，其反應的化學方程式是4Fe（OH）2+O2+2H2O═4Fe（OH）3；

問題Ⅱ：

（1）加熱前，通入一段時間N2的目的是將裝置內的空氣排盡，防止氫氧化亞鐵被氧化為氫氧化鐵；

（2）①當加熱到t1℃時，高錳酸鉀具有氧化性，能吸收二氧化硫，溶液由紫紅色變淺，則通入到裝置C中的氣體為SO2；

②圖2中E點對應的m1為2FeSO42Fe（OH）2Fe2O3中的氫氧化亞鐵分解為FeO后剩余固體的質量，

設：生成水的質量為x。

x=0.36g；則m1=6.44g-0.36g=6.08g；

③設：生成Fe2O3的質量為y。

6.44g2FeSO42Fe（OH）2Fe2O3中含有FeSO4的質量=；

6.44g2FeSO42Fe（OH）2Fe2O3中含有Fe2O3的質量=；

y=1.6g；

圖2中F點對應物質中Fe2O3的質量為1.6g+1.6g=3.2g；

④F點所得剩余固體是Fe2O3和FeO，隔絕空氣，在密閉容器中加熱到1400℃,得到純凈的磁性Fe3O4。已知加熱過程中發生兩個反應，且反應前后固體總質量不變。反應的化學方程式分別為：6Fe2O34Fe3O4+O2↑ 和6FeO+O22Fe3O4。