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Fe 2O 3•nH 2O,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:Fe FeCO 3•nH 2O
FeCO 3
写出Fe转化为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[NaFe x(SO 4) y(OH) z]是一种高效净水剂。用废铁屑(主要成分为Fe,含少量Fe 2O 3和FeCO 3)制备黄钠铁矾的主要流程如图:
(1)将废铁屑研磨成粉末的目的是 。
(2)"酸溶"时H 2SO 4与Fe、FeCO 3反应,还发生反应的化学方程式有 和Fe+Fe 2(SO 4) 3=3FeSO 4。
(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,用如图装置进行热分解实验。
【资料】
①NaFe x(SO 4) y(OH) z在T 1℃分解会生成H 2O(气态),提高温度至T 2℃继续分解产生SO 3气体,并得到Fe 2O 3和Na 2SO 4。
②浓硫酸可用于吸收SO 3。
(1)装配好实验装置后,先要 。
(2)分别控制温度在T 1℃、T 2℃对A中固体加热。
①控制温度在T 1℃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T 2℃,加热至反应完全。
③T 1℃、T 2℃时,加热后均通入一段时间N 2,目的是 。
(3)反应完全后,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:NaFe x(SO 4) 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")。
生活中铁制品容易锈蚀,某课外学习小组探究铁生锈的条件,用洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙,实验装置图如下。
实验操作 |
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一周后观察到只有A中的铁钉生锈,而B、C中铁钉均无变化,请回答下列问题:
(1)在B试管中蒸馏水需要煮沸并覆盖一层植物油的目的是 。
(2)实验 和实验 对比,证明了铁钉生锈需要接触氧气。
(3)某同学将A试管中生锈的铁钉浸入装有足量的稀盐酸的试管中,发现溶液颜色由无色逐渐变成 ,这是因为 (用化学方程式表示);一段时间后,该同学发现试管中有气泡产生,这气体是 。
某兴趣小组的同学为探究金属的化学性质、以及锈蚀的条件进行了以下系列实验,仔细分析后回答下列问题:
(1)实验一:小明按下图1所示以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断锌、铝、铁的活动性强弱,有同学认为不够合理,理由是_____________。铝与稀盐酸刚接触时反应缓慢,一段时间后剧烈,产生气泡速率随着加快,其原因可能是____________。三种金属活动性由强到弱顺序为_______________。(写元素符号)
(2)实验二:为探究铁、铜、银三种金属活动性的顺序,小红提出按上图2进行两步实验,即可证明三种金属活动性顺序。你认为其方案可行吗?_________________。(填“可行”或“不可行”)
a.试管①中现象是__________________________________;
b.试管②中发生反应的化学方程式为__________________________________。
(3)实验三:小芳、小亮两位同学发现铜质眼镜架上出现了一些绿色的锈渍。经查阅资料得知,铜锈的化学成分是碱式碳酸铜。他们依照钢铁生锈的探究方法设计如下实验(下图3所示):①将光亮铜片部分浸入蒸馏水中;②将光亮铜片完全浸入煮沸过的蒸馏水中;③将光亮铜片放在干燥的空气中。请回答:
a.推测一段时间后会出现铜锈的是_________________试管内的铜片。(填“①”、“②”或“③”)
b.根据上述实验,小亮同学认为:铜的锈蚀是铜与水、氧气共同作用的结果。你是否同意他的观点?_________________。(填写“是”或“否”)
c.小芳同学认为要弄清导致铜锈蚀的因素,还应该再补充如下图4所示的实验。此实验目的是_________________,写出铜生锈的化学方程式_________________。
某兴趣小组对“蜡烛燃烧的产物”进行探究。
【查阅资料】蜡烛的主要成分是石蜡,石蜡由碳、氢两种元素组成。
【作出猜想】蜡烛燃烧的产物是二氧化碳和水。
【实验验证】(1)用干冷的小烧杯罩在蜡烛火焰上,观察到 ,证明有水生成。
(2)用涂有饱和石灰水的小烧杯罩在蜡烛火焰上,石灰水变浑浊,证明有二氧化碳生成。二氧化碳和石灰水反应的化学方程式为 。小明提出质疑:石灰水变浑浊不一定是生成碳酸钙,还可能是饱和石灰水受热后 ,析出了氢氧化钙。同学们又用下图所示的装置进行实验,1分钟后,提起锥形瓶,翻转后注入20mL饱和石灰水,加塞、振荡,观察到石灰水变浑浊,确定有二氧化碳生成。
实验中小明观察到一个意外现象:锥形瓶内壁上有少量黑色物质。
【交流讨论】经分析,同学们一致认为黑色物质是石蜡不充分燃烧生成的 。由此他们猜想还可能生成一氧化碳。
为验证一氧化碳,他们设计了如图所示的实验。
【实验验证】(1)实验前,先在玻璃管的中部放入一团棉花,其目的是 。
(2)将a端插入蜡烛的焰心。
(3)用酒精灯加热b端的糊状物,一段时间后,观察到黑色物质变成红色,证明蜡烛不充分燃烧有一氧化碳生成。
(4)为防止玻璃管中的红色物质又被氧化变成黑色,接下来的操作是: 。
【拓展应用】含碳燃料不充分燃烧会生成一氧化碳等物质,浪费资源,且污染空气。为使其充分燃烧,应采取的措施是 (答一条即可)。
学校化学探究小组用HCl与大理石反应研究影响反应剧烈程度的因素。实验温度为25℃、35℃;大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格,每次实验取用含碳酸钙60%的大理石10 g;所用HCl溶液的质量分数为9.125%、18.25%,每次实验HCl溶液的用量为20mL(假设两种溶液密度均为1 g/㎝3;大理石中杂质不与盐酸反应)。
【提出问题】:影响HCl与大理石反应的剧烈程度的因素有哪些?
【做出猜想】:
猜想一:大理石规格;猜想二:所用HCl溶液的质量分数;猜想三: 。
【实验探究】:完成以下实验设计方案并实验。
实验 编号 |
T/℃ |
大理石 规格 |
HCl的 质量分数 |
完全反应 的时间/s |
实验目的 |
① |
25 |
粗颗粒 |
18.25% |
160 |
(I)实验①和②探究同体积下HCl质量分数对该反应剧烈程度的影响。 (II)实验①和③探究温度对该反应剧烈程度的影响。 (Ⅲ)实验①和④探究大理石规格对该反应剧烈程度的影响。 |
② |
210 |
||||
③ |
35 |
粗颗粒 |
18.25% |
60 |
|
④ |
100 |
【得出结论】: 。
(2013福建漳州)根据实验装置图回答问题
(1)写出标号仪器名称:① ;② 。
(2)写出A装置试管中发生反应的化学方程式 。
(3)若要制取氧气并测定体积,需将上述A、B、C装置进行组装,则导管口的连接顺序为
a→ → →b;能用C装置收集氧气,是因为氧气 。
(4)将产生的氧气分别通入D、E装置中,观察到D中的白磷 ,E中的白磷 ;这一事实说明可燃物燃烧必备的条件是 。