從古至今,鋼鐵及其鐵的化合物一直被人類廣泛應(yīng)用。
一、鐵及其化合物的應(yīng)用。
(1)鋼鐵生產(chǎn)分為煉鐵和煉鋼兩個(gè)過程。明代《天工開物》中記載“炒鋼法”如圖所示。
①焦炭的作用:一是與氧氣充分反應(yīng)產(chǎn)生高溫,二是 生成CO還原劑生成CO還原劑。
②潮泥灰主要成分是石灰石,撒入潮泥灰與生鐵水中的SiO2反應(yīng)生成CaSiO3,反應(yīng)的化學(xué)方程式為 CaCO3+SiO2 高溫 CaSiO3+CO2↑CaCO3+SiO2 高溫 CaSiO3+CO2↑。
③用棍棒攪拌鐵水的目的是 使反應(yīng)物充分接觸,反應(yīng)更充分使反應(yīng)物充分接觸,反應(yīng)更充分。
(2)鐵的化合物在現(xiàn)代各領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。
①服用碳酸亞鐵(FeCO3)補(bǔ)血劑,可預(yù)防或治療缺 鐵鐵性貧血。
②空氣中灼燒FeCO3可獲得顏料鐵紅(Fe2O3)和CO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為 FeCO3+O2 高溫 Fe2O3+CO2FeCO3+O2 高溫 Fe2O3+CO2。
二、鐵的化合物制備
實(shí)驗(yàn)室利用廢鐵屑(含少量Fe2O3)為原料制備FeCO3的流程如下:
(1)溶解廢鐵屑時(shí),硫酸應(yīng)過量,其目的是 使廢鐵屑中的鐵和氧化鐵完全轉(zhuǎn)化為硫酸亞鐵和硫酸鐵使廢鐵屑中的鐵和氧化鐵完全轉(zhuǎn)化為硫酸亞鐵和硫酸鐵。
(2)加入過量鐵粉可使Fe2(SO4)3轉(zhuǎn)化為FeSO4,該反應(yīng)的類型為 化合反應(yīng)化合反應(yīng)。
(3)加過量NH4HCO3反應(yīng)時(shí),溫度不宜過高的原因是 防止碳酸氫銨受熱分解防止碳酸氫銨受熱分解。
三、煉鐵過程的探究
(1)寫出工業(yè)上用赤鐵礦(主要成分Fe2O3)煉鐵主要原理的化學(xué)方程式 3CO+Fe2O3 高溫 2Fe+3CO23CO+Fe2O3 高溫 2Fe+3CO2。
【查閱資料】用CO還原Fe2O3煉鐵的過程大致分為三個(gè)階段:
階段1:3Fe2O3+CO500~600℃2Fe3O4+CO2
階段2:Fe3O4+CO600~700℃3FeO+CO2
階段3:FeO+CO>700℃Fe+CO2
(2)FeCO3在282℃分解為FeO。稱取含F(xiàn)eCO3的Fe2O3樣品21.8g,放入如圖所示裝置中通入CO,控溫在300℃,加熱至質(zhì)量不再改變,測得剩余固體質(zhì)量為19.6g。
繼續(xù)向裝置中通CO,分階段升溫,進(jìn)行CO還原鐵的氧化物。加熱時(shí)測得剩余固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖所示。
①樣品中Fe2O3的質(zhì)量為 16.016.0g。
②圖中M點(diǎn)對應(yīng)的a=18.018.0,N點(diǎn)固體的成分及對應(yīng)的質(zhì)量比為 m(FeO):m(Fe)=27:14m(FeO):m(Fe)=27:14。
高溫
高溫
高溫
高溫
高溫
高溫
500
~
600
℃
600
~
700
℃
>
700
℃
【答案】生成CO還原劑;CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑;使反應(yīng)物充分接觸,反應(yīng)更充分;鐵;FeCO3+O2 Fe2O3+CO2;使廢鐵屑中的鐵和氧化鐵完全轉(zhuǎn)化為硫酸亞鐵和硫酸鐵;化合反應(yīng);防止碳酸氫銨受熱分解;3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2;16.0;18.0;m(FeO):m(Fe)=27:14
高溫
高溫
高溫
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:148引用:1難度:0.3
相似題
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1.碳酸氫鈉是一種應(yīng)用廣泛的鹽,化學(xué)小組對其進(jìn)行了探究。
(1)NaHCO3可稱為鈉鹽或碳酸氫鹽,它是由Na+和
【提出問題】實(shí)驗(yàn)室中如何制取少量NaHCO3?
【查閱資料】
材料一:侯氏制堿的原理:NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。△
材料二:研究發(fā)現(xiàn),NaHCO3溶于水時(shí)吸收熱量,Na2CO3溶于水時(shí)放出熱量。
【實(shí)驗(yàn)制備】根據(jù)侯氏制堿原理設(shè)計(jì)如圖1所示裝置制取NaHCO3。
反應(yīng)結(jié)束后,將試管中的混合物過濾洗滌,低溫烘干得白色固體。
(2)燒杯中冰水的作用是
(3)能進(jìn)一步確認(rèn)該白色固體是NaHCO3的實(shí)驗(yàn)方案是
(4)如圖2中碳酸氫鈉的溶解度在60℃后無數(shù)據(jù)的原因可能是
【性質(zhì)探究】
常溫下,取一定量的NaHCO3溶液于燒杯中,插入pH傳感器,向燒杯中持續(xù)滴加CaCl2溶液,有白色沉淀生成,當(dāng)溶液的pH變?yōu)?.68時(shí)開始有無色氣體產(chǎn)生。反應(yīng)過程中溶液的pH隨時(shí)間變化如圖3所示。
【查閱資料】
材料三NaHCO3溶于水后,少量的能同時(shí)發(fā)生如下變化:HCO-3
變化①:+H2O→H2CO3+OH-;HCO-3
變化②:→HCO-3+H+。CO2-3
材料四:溶液的酸堿性與溶液中H+和OH-數(shù)目的相對大小有關(guān)。常溫下,當(dāng)單位體積溶液中OH-的數(shù)目大于H+的數(shù)目時(shí)溶液的pH>7,反之pH<7;單位體積溶液中所含的H+數(shù)目越大,溶液的pH越小。
【交流反思】
(5)NaHCO3溶液顯
(6)根據(jù)本實(shí)驗(yàn),下列說法錯誤的是
a.pH<6.68時(shí)生成的無色氣體為CO2
b.從0~30s,單位體積溶液中H+數(shù)目不斷增大
c.不能用CaCl2溶液鑒別Na2CO3和NaHCO3溶液發(fā)布:2024/12/25 15:30:1組卷:548引用:4難度:0.5 -
2.圖是一瓶濃硫酸標(biāo)簽上的部分內(nèi)容,某探究小組的同學(xué)對這瓶硫酸進(jìn)行了如下探究,請你參與.
[查閱資料]濃硫酸有強(qiáng)腐蝕性,溶于水會放熱;硫酸鋇不溶于水也不溶于酸.
[探究一]濃硫酸稀釋時(shí)會放熱.
(1)稀釋濃硫酸時(shí),所需儀器主要有
[探究二]稀硫酸與氫氧化鈉溶液能發(fā)生反應(yīng).圖10實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 先用pH試紙測定稀硫酸的pH,再逐滴加入氫氧化鈉溶液并不斷振蕩,同時(shí)測混合液的pH pH逐漸變大,
最后pH≥7稀硫酸與氫氧化鈉
溶液能發(fā)生反應(yīng)
(3)實(shí)驗(yàn)中僅從溶液pH變大,而不強(qiáng)調(diào)pH≥7,不能得出稀硫酸與氫氧化鈉溶液一定發(fā)生反應(yīng)的結(jié)論,理由是
[探究三]由于該試劑瓶瓶口密封簽已破損,同學(xué)們懷疑該濃硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與標(biāo)簽不相符.
[提出問題]該濃硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是否發(fā)生變化?
[實(shí)驗(yàn)探究](4)取該濃硫酸和足量BaCl2溶液反應(yīng),過濾、洗滌、干燥沉淀.實(shí)驗(yàn)中如何確定硫酸已完全反應(yīng)
(5)為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,?shí)驗(yàn)中必須要測知的數(shù)據(jù)是
[探究結(jié)論](6)由實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)計(jì)算出的硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與標(biāo)簽不符.該硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)發(fā)布:2025/1/6 8:0:1組卷:38引用:1難度:0.5 -
3.關(guān)于鹽的性質(zhì)研究是一項(xiàng)重要的課題,某興趣小組以“探究碳酸氫鈉的性質(zhì)”為主題開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。
【任務(wù)一】認(rèn)識碳酸氫鈉
(1)下列關(guān)于碳酸氫鈉的說法正確的是
A.碳酸氫鈉是由Na+和構(gòu)成HCO-3
B.碳酸氫鈉俗稱純堿
C.碳酸氫鈉醫(yī)療上能用于治療胃酸過多癥
D.碳酸氫鈉難溶于水
【任務(wù)二】探究碳酸氫鈉的性質(zhì)
(2)探究碳酸氫鈉與稀鹽酸反應(yīng):興趣小組取適量碳酸氫鈉粉末于甲試管中,加入稀鹽酸,如圖1所示,觀察到甲試管中有氣泡產(chǎn)生,乙中
(3)探究碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性:用酒精燈充分加熱玻璃管,如圖2所示。
資料:無水硫酸銅呈白色,遇水后呈藍(lán)色
①發(fā)現(xiàn)玻璃管內(nèi)無水硫酸銅變藍(lán),紫色石蕊溶液變紅,說明碳酸氫鈉受熱易分解,且有
②實(shí)驗(yàn)后興趣小組同學(xué)猜想玻璃管A處固體產(chǎn)物僅是Na2CO3而不含有NaOH,請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明(寫出具體步驟和現(xiàn)象):
(4)常溫下,興趣小組同學(xué)取一定量的NaHCO3溶液于燒杯中,插入pH傳感器,向燒杯中持續(xù)滴加CaCl2溶液,有白色沉淀生成,當(dāng)溶液的pH變?yōu)?.68時(shí)開始有無色氣體產(chǎn)生。反應(yīng)過程中溶液的pH隨時(shí)間變化如圖3所示。
【查閱資料】
材料一:NaHCO3溶于水后,少量的能同時(shí)發(fā)生如下變化:HCO-3
變化①:+H2O→H2CO3+OH-HCO-3
變化②:→HCO-3+H+CO2-3
材料二:溶液的酸堿性與溶液中H+和OH-數(shù)目的相對大小有關(guān)。常溫下,當(dāng)單位體積溶液中OH-的數(shù)目大于H+的數(shù)目時(shí)溶液的pH>7,反之pH<7;單位體積溶液中所含的H+數(shù)目越大,溶液的pH越小。
①根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)可知NaHCO3溶液顯堿性,結(jié)合材料一、二從微觀角度說明原因:
②根據(jù)本實(shí)驗(yàn),可知從0~30s,單位體積溶液中H+數(shù)目不斷發(fā)布:2024/12/25 17:0:2組卷:88引用:2難度:0.4
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