從古至今，鋼鐵及其鐵的化合物一直被人類廣泛應用。
一、鐵及其化合物的應用。
（1）鋼鐵生產分為煉鐵和煉鋼兩個過程。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產生高溫，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反應生成CaSiO3，反應的化學方程式為 CaCO3+SiO2 高溫 CaSiO3+CO2↑CaCO3+SiO2 高溫 CaSiO3+CO2↑。
③用棍棒攪拌鐵水的目的是 使反應物充分接觸，反應更充分使反應物充分接觸，反應更充分。
（2）鐵的化合物在現代各領域發(fā)揮著重要作用。
①服用碳酸亞鐵（FeCO3）補血劑，可預防或治療缺 鐵鐵性貧血。
②空氣中灼燒FeCO3可獲得顏料鐵紅（Fe2O3）和CO2，反應的化學方程式為 FeCO3+O2 高溫 Fe2O3+CO2FeCO3+O2 高溫 Fe2O3+CO2。
二、鐵的化合物制備
實驗室利用廢鐵屑（含少量Fe2O3）為原料制備FeCO3的流程如下：
（1）溶解廢鐵屑時，硫酸應過量，其目的是 使廢鐵屑中的鐵和氧化鐵完全轉化為硫酸亞鐵和硫酸鐵使廢鐵屑中的鐵和氧化鐵完全轉化為硫酸亞鐵和硫酸鐵。
（2）加入過量鐵粉可使Fe2（SO4）3轉化為FeSO4，該反應的類型為 化合反應化合反應。
（3）加過量NH4HCO3反應時，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FeCO3的Fe2O3樣品21.8g,放入如圖所示裝置中通入CO，控溫在300℃，加熱至質量不再改變，測得剩余固體質量為19.6g。
繼續(xù)向裝置中通CO，分階段升溫，進行CO還原鐵的氧化物。加熱時測得剩余固體質量隨溫度變化的曲線如圖所示。
①樣品中Fe2O3的質量為 16.016.0g。
②圖中M點對應的a=18.018.0，N點固體的成分及對應的質量比為 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↑；使反應物充分接觸，反應更充分；鐵；FeCO3+O2 Fe2O3+CO2；使廢鐵屑中的鐵和氧化鐵完全轉化為硫酸亞鐵和硫酸鐵；化合反應；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】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：143難度：0.3
相似題
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1．碳酸氫鈉是一種應用廣泛的鹽，化學小組對其進行了探究。
（1）NaHCO3可稱為鈉鹽或碳酸氫鹽，它是由Na+和（填離子符號）構成，醫(yī)療上能用于治療胃酸（含有鹽酸）過多癥，反應的化學方程式為。
【提出問題】實驗室中如何制取少量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，NaHCO3溶于水時吸收熱量，Na2CO3溶于水時放出熱量。
【實驗制備】根據侯氏制堿原理設計如圖1所示裝置制取NaHCO3。
反應結束后，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）能進一步確認該白色固體是NaHCO3的實驗方案是（須用到的儀器和藥品：試管、溫度計、水）。
（4）如圖2中碳酸氫鈉的溶解度在60℃后無數據的原因可能是。
【性質探究】
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，當溶液的pH變?yōu)?.68時開始有無色氣體產生。反應過程中溶液的pH隨時間變化如圖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-數目的相對大小有關。常溫下，當單位體積溶液中OH-的數目大于H+的數目時溶液的pH＞7，反之pH＜7；單位體積溶液中所含的H+數目越大，溶液的pH越小。
【交流反思】
（5）NaHCO3溶液顯（填“酸”“堿”或“中”）性，結合材料三、四從微觀角度說明原因：。
（6）根據本實驗，下列說法錯誤的是（填字母）。
a.pH＜6.68時生成的無色氣體為CO2
b.從0～30s,單位體積溶液中H+數目不斷增大
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：547引用：4難度：0.5 -
2．關于鹽的性質研究是一項重要的課題，某興趣小組以“探究碳酸氫鈉的性質”為主題開展項目式學習。
【任務一】認識碳酸氫鈉
（1）下列關于碳酸氫鈉的說法正確的是。
A.碳酸氫鈉是由Na+和構成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
【任務二】探究碳酸氫鈉的性質
（2）探究碳酸氫鈉與稀鹽酸反應：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生，乙中，說明碳酸氫鈉能與稀鹽酸反應生成CO2，寫出試管甲中反應的化學方程式。
（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，遇水后呈藍色
①發(fā)現玻璃管內無水硫酸銅變藍，紫色石蕊溶液變紅，說明碳酸氫鈉受熱易分解，且有和二氧化碳生成。
②實驗后興趣小組同學猜想玻璃管A處固體產物僅是Na2CO3而不含有NaOH，請設計實驗證明（寫出具體步驟和現象）：。
（4）常溫下，興趣小組同學取一定量的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，當溶液的pH變?yōu)?.68時開始有無色氣體產生。反應過程中溶液的pH隨時間變化如圖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-數目的相對大小有關。常溫下，當單位體積溶液中OH-的數目大于H+的數目時溶液的pH＞7，反之pH＜7；單位體積溶液中所含的H+數目越大，溶液的pH越小。
①根據上述實驗可知NaHCO3溶液顯堿性，結合材料一、二從微觀角度說明原因：。
②根據本實驗，可知從0～30s,單位體積溶液中H+數目不斷（填“增大”或“減小”）。發(fā)布：2024/12/25 17:0:2組卷：87引用：2難度：0.4 -
3．興趣小組的同學對金屬的某些性質進行相關探究。
【實驗回顧】用圖甲所示裝置制取氫氣。
（1）鋅與稀硫酸反應?；瘜W方程式為。
（2）可用排水法收集氫氣的原因是。
（3）在金屬活動性順序里，金屬能否置換出鹽酸、稀硫酸中的氫，判斷依據是。
【發(fā)現問題】小路同學為驗證上述“判斷依據”，將純鋅片和純銅片插入稀硫酸中，實驗過程中偶然將兩種金屬觸碰（如圖乙），發(fā)現銅片表面產生了氣泡。經檢驗，產生的氣體仍是氫氣。
【提出問題】圖乙中哪種金屬參與了反應？該反應的原理是什么？
【進行實驗】在老師指導下，小路同學設計并進行了如下實驗：
步驟1：另取純鋅片和純銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中（如圖丙），觀察現象；
步驟2：用導線將純鋅片和純銅片連接，并在兩金屬片之間串聯一個電流表（如圖?。?，觀察現象。
（4）步驟1觀察到的現象是。
【分析解釋】圖戊為步驟2的微觀原理示意圖（提示：圖中的e-表示電子）。
（5）氫氣是由（填“鋅片”或“銅片”）與稀硫酸反應產生的。
（6）請根據圖示，從微觀角度描述在銅片表面產生氫氣的過程。
【反思拓展】
（7）若按己圖進行實驗，電流表指針發(fā)生偏轉。則石墨碳棒上（填“有”或“沒有”）氣泡產生。
（8）若將己圖中稀硫酸換成硫酸銅溶液，電流表指針也發(fā)生偏轉。則（填“鋅片”或“石墨碳棒”）上會出現紅色固體。
【延伸應用】
（9）一般情況下，兩種活動性不同的金屬在潮濕的環(huán)境中接觸時，活動性強的金屬首先被腐蝕。造船工業(yè)為了避免輪船的鋼鐵外殼被腐蝕，通常在輪船外殼鑲嵌的金屬是（填字母）。
A．銀塊
B．銅塊
C．錫塊
D．鋅塊發(fā)布：2024/12/25 12:0:1組卷：81難度：0.5
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