目前,我国钢铁产量居世界第一,为国民经济的发展奠定了坚实的基础.
(一)铁材料的有关知识
(1)人类使用金属先后经历了“青铜”、“铁器”时代,直到近代才开始大量使用铝材料.这也反映出Cu、Fe、Al三种金属的活动性由强到弱的顺序是___.
(2)钢铁材料通常分为生铁和钢.
①生铁和钢物理性质有很大差异主要由于___(选填序号).
A.生铁是混合物,钢是纯净物 B.含碳量不同
②钢铁露置在空气中易生锈,请提出防止其生锈的一种措施___.
(二)铁及其化合物的实验
(3)将Fe粉溶于稀H2SO4,此反应属于___(填基本反应类型).用点燃法检验生成的H2前必须___.
(4)向上述反应后溶液中滴加NaOH溶液,生成白色Fe(OH)2沉淀,随后沉淀变为灰绿色.
①生成Fe(OH)2反应:FeSO4+2NaOH═Fe(OH)2↓+___.
②白色沉淀变为灰绿色的原因之一是部分Fe(OH)2接触空气氧化生成Fe(OH)3,反
应的化学方程式___.生成的Fe(OH)3分解为Fe2O3.
(三)铁的冶炼
化学兴趣小组同学在实验室里利用碳和氧化铁反应模拟炼铁,得到了无色气体A和黑色粉末B,并探究两者的成分.
甲组同学对无色气体A的成分进行探究.
【猜想与假设】
猜想1:A中只有CO2; 猜想2:A中只有CO; 猜想3:A中有CO2和CO.
【实验验证】
甲组同学按如下图示进行实验(箭头表示气体流向,NaOH溶液是除去气体中的CO2).
【讨论交流】
实验证实猜想3正确,则:
(5)Ⅰ中澄清石灰水的作用是___,能证明猜想3成立的现象是___.
(6)Ⅲ中反应的化学方程式___.
乙组同学对黑色粉末B的成分进行探究.
【查阅资料】
①碳(或一氧化碳)还原氧化铁的固体产物可能有四氧化三铁、氧化亚铁、铁.
②碳(或一氧化碳)还原氧化铁的产物成分与反应温度、反应时间等因素有关.
颜色 | 黑色 | 黑色 | 红色 | 黑色 |
能否被磁铁吸引 | 能 | 不能 | 不能 | 能 |
(7)小组同学将反应后的黑色固体研磨后,再用磁铁吸引,发现黑色固体粉末全部能被吸引,则该黑色固体粉末中不可能含有氧化铁和___.
(8)进行猜想:黑色固体粉末可能是:
猜想一:全部是Fe;猜想二:全部是Fe3O4;猜想三:是___.
【进一步实验】该小组按如下图装置设计并实验,测得下列数据:
①应前称取6.0g黑色粉末B加入玻璃管内(玻璃管的质量为60.0g);
②充分反应后管内固体全部是铁,玻璃管和管内固体的总质量64.4g(已冷却到室温).
【得出结论】
(9)根据上述数据,经计算得出该黑色粉末B中Fe3O4质量为___g.
【反思与评价】碳(或一氧化碳)还原氧化铁的实验中,若要得到铁可适当提高反应温度和延长反应时间.