Question

【題目】防止金屬腐蝕，特別是鋼鐵的銹蝕是世界科學研究和技術領域中的重大問題．鐵生銹的條件為與 同時接觸．鐵銹成分復雜，主要成分為氧化鐵(Fe2O3)， 物質可加速鐵的銹蝕．

用鹽酸除去鐵銹的化學方程式為 ，為了防止鐵制品生銹，應采取的措施是

（寫出一種）．

【查閱資料】小明同學發現鐵生銹是鐵與空氣中的物質發生的一系列復雜的化學反應，生成氫氧化亞鐵[Fe(OH)2]，后在在空氣中被氧化為氫氧化鐵[Fe(OH)3]，Fe(OH)3不穩定，在日光照射下發生緩慢的分解反應生成氧化鐵Fe2O3，鐵銹的化學式可簡單表示為Fe2O3·nH2O．

【提出問題】鐵銹（Fe2O3·nH2O）中n的值等于多少呢？

【問題探究】小明發現實驗室中有一保管不善的鐵粉，大部分已經結塊成紅褐色，為了探究鐵銹（Fe2O3·nH2O）的組成，稱取27.0g這種鐵粉樣品，按如圖所示裝置進行實驗．

（1）為了保證實驗安全，實驗開始時應先 ，防止 ．

（2）A中的現象是 ，B中濃硫酸的作用是 ，D中堿石灰作用是 ．

（3）請指出該裝置中有一處明顯不足 ．

【數據處理】以下是加熱時間和A中固體質量關系圖像及B、C中質量不再變化時B中濃硫酸、C中堿石灰裝置質量變化情況

（1）n的值是 ．

（2）寫出T3-T4時間段發生反應的化學方程式 ．

（3）計算原樣品中單質鐵的質量分數．

Answer 1

【答案】氧氣和水，氯化鈉或稀鹽酸；Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O；保持表面清潔干燥．

（1）通CO，趕走空氣；防止爆炸；

（2）紅棕色變為黑色，吸收水蒸氣，吸收CO2．

（3）尾氣沒有處理

【數據處理】（1）n值是3

（2）Fe2O3+3CO高溫2Fe + 3CO2 ；

（3）鐵的質量分數20.7%

【解析】

試題分析：鐵生銹的條件為與氧氣和水，同時接觸．鐵銹成分復雜，主要成分為氧化鐵(Fe2O3)， 化鈉或稀鹽酸；物質可加速鐵的銹蝕．用鹽酸除去鐵銹的化學方程式為Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O，為了防止鐵制品生銹，應采取的措施是保持表面清潔干燥．為了保證實驗安全，實驗開始時應先通CO，趕走空氣；防止防止爆炸．A中的現象是紅棕色變為黑色，B中濃硫酸的作用是吸收水蒸氣，D中堿石灰作用是吸收CO2．該裝置中有一處明顯不足尾氣沒有處理，會造成空氣的污染，T3-T4時間段發生反應的化學方程式Fe2O3+3CO高溫2Fe + 3CO2；設生成氧化鐵的質量是X，

Fe2O3+3CO高溫2Fe + 3CO2

160 132

X 13.2克

列比例式得：160：X=132:13.2克 X=16克，水的質量是=105.4克-100克=5.4克，

16:160=5.4克：18n 解得n=3，所以含有鐵銹的質量=16克+5.4克=21.4克，所以鐵粉的質量=27克-21.4克=5.6克，原樣品中單質鐵的質量分數=5.6克／27克×100%=20.7%。