Question

鋼鐵等鐵制品是應用最廣泛的金屬材料，鐵元素的單質(zhì)及其化合物在元素化合物世界始終扮演著重要角色。

Ⅰ.打磨過的細鐵絲可在純氧中劇烈燃燒，最終生成黑色固體，其化學式為______________；鐵粉與水蒸氣在高溫下也可生成該黑色固體，反應的化學方程式為________________________________________________________________________。

Ⅱ.某校探究性學習小組用已部分生銹的廢鐵屑制作印刷電路板的腐蝕劑，并回收銅。探究過程如圖9­4所示。

圖9­4

請回答下列問題：

(1)步驟①中先加入熱的Na₂CO₃溶液除油污，操作甲的名稱是________________。

(2)步驟②中，除發(fā)生反應Fe＋2HCl===FeCl₂＋H₂↑外，其他可能反應的離子方程式為________________________________。

(3)溶液C的顏色是__________，溶液D中可能含有的金屬陽離子有____________________。

(4)若溶液B中只含有Fe^2＋而不含F(xiàn)e^3＋，可證明該事實的實驗方法是__________。

①先加氯水，后加KSCN溶液后顯紅色；

②先加KSCN溶液，不顯紅色，再加氯水后顯紅色；

③滴加NaOH溶液，先產(chǎn)生白色沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最后呈紅褐色；

④只滴加KSCN溶液不顯紅色。

A．①②  B．②③

C．③④  D．①④

(5)步驟⑤產(chǎn)生金屬銅的化學方程式為________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

Ⅲ.金屬的腐蝕所導致的鋼鐵損耗占鋼鐵年產(chǎn)量的1/4還多。在鋼鐵的吸氧腐蝕過程中，正極反應式為________________________________________________________________________，

若此過程中共生成了8 g Fe₂O₃，則轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為______________。

Answer 1

Ⅰ.Fe₃O₄　3Fe＋4H₂O(g)Fe₃O₄＋4H₂

Ⅱ.(1)過濾

(2)Fe₂O₃＋6H^＋===2Fe^3＋＋3H₂O、

Fe＋2Fe^3＋===3Fe^2＋

(3)棕黃色　 Fe^2＋、Cu^2＋、Fe^3＋　

(4)B　(5)CuCl₂Cu＋Cl₂↑

Ⅲ.O₂＋4e^－＋2H₂O===4OH^－　0.3 mol

[解析] Ⅰ.鐵絲在氧氣中燃燒生成Fe₃O₄，鐵粉與水蒸氣的反應方程式為3Fe＋4H₂O(g)Fe₃O₄＋4H₂。

Ⅱ.(1)用熱的Na₂CO₃溶液除去廢鐵屑上的油污后，將兩者分離的方法是過濾。

(2)由于鐵銹的主要成分是Fe₂O₃，還發(fā)生反應的離子方程式可能有：Fe₂O₃＋6H^＋===2Fe^3＋＋3H₂O、 Fe＋2Fe^3＋===3Fe^2＋。

(3)由B→C發(fā)生的反應為2FeCl₂＋Cl₂===2FeCl₃，F(xiàn)eCl₃溶液呈棕黃色。向FeCl₃溶液中加入印刷電路銅板，發(fā)生的反應為2FeCl₃＋Cu===2FeCl₂＋CuCl₂，若Cu不足量，則溶液D中可能含有的金屬陽離子有Fe^2＋、Cu^2＋、Fe^3＋；若Cu足量，則溶液D中可能含有的金屬陽離子有Fe^2＋、Cu^2＋，所以溶液D中可能含有的金屬陽離子有Fe^2＋、Cu^2＋、Fe^3＋。

(4)①不能排除Fe^3＋的干擾；②先加KSCN溶液不顯紅色，排除了Fe^3＋的干擾，再加氯水后顯紅色，證明一定含有Fe^2＋；③滴加NaOH溶液，先產(chǎn)生白色沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最后呈紅褐色，證明一定含有Fe^2＋；④只滴加KSCN溶液不顯紅色，證明一定不含有Fe^3＋，但無法證明是否含有Fe^2＋，故選B項。

(5)由“D→E＋氯氣＋銅”知，操作乙是電解過程，反應產(chǎn)生金屬銅的化學方程式：CuCl₂Cu＋Cl₂↑。

Ⅲ.鋼鐵的吸氧腐蝕中，鐵作負極，發(fā)生氧化反應，而O₂在正極上發(fā)生反應：O₂＋4e^－＋2H₂O===4OH^－。在Fe→Fe₂O₃的過程中，鐵由0價升高為＋3價，所以生成8 g Fe₂O₃轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為×2×3＝0.3 mol。