Question

鐵是應用最廣泛的金屬，工業上常采用熱還原法制備鐵。

(1)工業高爐煉鐵采用焦炭、鐵礦石等于高爐中共熱，并鼓入適量空氣，讓高溫下產生的CO氣體還原鐵礦石制得鐵。這種方法不可避免地混入了非金屬單質——碳。純鐵的抗腐蝕能力相當強，而鐵碳合金卻易發生電化腐蝕。

①寫出鋼鐵發生吸氧腐蝕時的正極反應____________________________________。

②為保護鋼鐵制品不被腐蝕，可采用的電化學防護方法是(答出一種電化學防護方法的名稱)____________________________________。

(2)焊接無縫鋼軌時常采用鋁熱反應制備鐵，中學教材中也有Al和Fe₂O₃的鋁熱反應實驗。

①有人推測，鋁熱反應實驗中所得熔融物中可能混有Al。若用一個簡單實驗證明含Al，則應選用的試劑是____________，能證明含鋁的現象是__________________________。

②若經實驗證實熔融物含鋁，欲將該熔融物完全溶解，下列試劑中最適宜的是____________(填序號)。

A.濃硫酸                                            B.稀硫酸

C.稀HNO₃                                          D.NaOH溶液

③實驗研究發現，硝酸發生氧化還原反應時，硝酸的濃度越稀，對應還原產物中氮元素的化合價越低，直到還原成銨根離子()。某同學取一定量熔融物與一定量很稀的硝酸充分反應，反應過程中無氣體放出。在反應結束后的溶液中逐滴加入4 mol·L^-1的NaOH溶液，所加NaOH溶液的體積(mL) 與產生沉淀的物質的量(mol)的關系如圖所示：

試回答下列問題：

Ⅰ.圖中DE段沉淀的物質的量沒有變化，此段發生反應的離子方程式為_________________。

Ⅱ.通過圖象判斷溶液中的離子結合OH^-能力最強的是________________，最弱的是________________。

Ⅲ.EF段反應的離子方程式是________________，A與B 的差值是________________mol。

Answer 1

(1)①O₂+4e^-+2H₂O4OH^-

②犧牲陽極的陰極保護法或外加電流的陰極保護法

(2)①NaOH溶液   有無色氣泡產生

②B

③

Ⅰ.+OH^-NH₃·H₂O

Ⅱ.H⁺   

Ⅲ.Al(OH)₃+OH^-+2H₂O  0.008

解析：(1)①鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應O₂+4e^-+2H₂O4OH^-。

②犧牲陽極的陰極保護法或外加電源的陰極保護法。

(2)①可選取NaOH溶液，現象是有無色氣體產生。

②熔融物中有鐵和鉛，要將其完全溶解可選B稀硫酸。

③Ⅰ.DE段沉淀不變化說明有與OH^-反應+OH^-NH₃·H₂O。

Ⅱ.結合OH^-最強的是H⁺，最弱的是。

因為OC段是中和H⁺，CD段是形成沉淀，DE段是與生成NH₃·H₂O。

Ⅲ.EF段Al(OH)₃+OH^-［Al(OH)₄］^-(或Al(OH)₃+OH^-+2H₂O)。