铁及其化合物在生产生活中有广泛应用。一、铁的有关知识(1)明代科学著作《天工开物》记载了中国劳动人民的科技成就。①“或用木炭，扇炉风箱，土（铁矿石）化成铁”描述

发布时间：2025-06-16 16:44

常见的金属元素有铁、铜、铝，广泛应用于建筑和工业生产中。 #生活百科# #百科知识#

题型：综合应用题难度：0.15 引用次数：579 题号：21211535

铁及其化合物在生产生活中有广泛应用。
一、铁的有关知识
(1)明代科学著作《天工开物》记载了中国劳动人民的科技成就。
① “或用木炭，扇炉风箱，土（铁矿石）化成铁”描述了古代炼铁的方法。用化学方程式表示赤铁矿炼铁的原理:

___

。
②对生铁炼钢的描述:“凡钢铁炼法，火力到时生铁先化”，说明生铁的熔点比钢

___

。
③ “烧铁器淬于胆矶水（硫酸铜溶液）中，即成铜色也”，其中蕴含的化学反应方程式是

____

。
(2)铁器表面通过化学方法可形成致密的Fe3O4保护膜，其组成可用 FeO·Fe2O3表示。故宫博物院对某出土铁器保护的过程如下。
① 检测锈蚀产物

主要成分

Fe3O4Fe2O3·H2O

FeOOH

FeOCl

说明铁器在含有O2、

____

和盐等环境中容易被腐蚀。
② 化学修复出土铁器可通过脱氯、还原，形成保护层来实现，原理如下:

还原时铁元素的化合价

____

（填“部分”“全部”或“没有”）降低。
二、催化剂 Fe3O4的制备
Fe3O4是合成氨催化剂的主要成分。用铁泥（主要成分为 Fe2O3、FeO，含少量Fe）制备Fe3O4的主要流程如下。

(3)加入H2O2将部分FeSO4转化为Fe2(SO4)3。“氧化”时温度不宜太高，原因是

___

。
三、失效催化剂的再生

(4)合成氨催化过程中因部分Fe3O4与H2反应使催化剂“失效”。在一定温度下可用O2将其“再生”，原理如图1所示。“再生”过程中铁元素的质量分数

____

（填“变大” “不变”或 “变小”）。
(5)通入O2加热，将一定质量失效催化剂进行再生。固体质量与温度变化的关系如图2所示。T1℃-T2℃下，FeO转化为Fe3O4，T3℃-T4℃下，Fe3O4转化为Fe2O3。则M＝

____

g。

更新时间：2023/12/23 19:02:12 |

抱歉! 您未登录, 不能查看答案和解析点击登录

相似题推荐

综合应用题 | 困难 (0.15)

解题方法

【推荐1】NaCl是一种重要的化工原料。
(1)粗盐中含可溶性CaCl2、MgCl2等杂质。学习小组设计了如下方案提纯粗盐：

①“滤渣”中含有

______

（填化学式）。
②“操作X”的名称为

______

。
(2)以NaCl和NH4HCO3为原料可制备另一种重要的化工原料Na2CO3。
步骤1   称取一定质量的NaCl，加水溶解。
步骤2   向其中加入一定质量的NH4HCO3，充分反应。
步骤3   过滤、洗涤、干燥、加热可得Na2CO3。
已知：NaHCO3受热易分解：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。
相关物质的溶解度曲线如图所示。

①步骤2中反应的化学方程式为

______

。
②图10中碳酸氢铵溶解度在30 ℃后无数据的原因可能是

______

。
(3)为了分析上述所制得的Na2CO3晶体中是否含有NaHCO3，取晶体进行如下实验：
Ⅰ定性分析
称取m1 g 晶体，利用如图装置（夹持仪器略）分析晶体的成分。

①反应一段时间后，能说明晶体中含有NaHCO3的现象为

______

。
②将晶体加热至残留固体的质量不再改变，测得残留固体的质量为m2 g。若1∶1＜m1∶m2 ＜

______

，也能说明晶体中含有NaHCO3。
③甲同学认为通过测定装置B中沉淀的质量，即可确定晶体的组成。请对甲同学的观点进行评价：

______

。
Ⅱ定量分析
步骤1：取2.500 g晶体于锥形瓶中，加水使样品完全溶解。向锥形瓶中逐滴滴加溶质质量分数为1%的稀盐酸，当Na2CO3恰好完全转化为NaHCO3时，发生反应的化学方程式为：Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，反应消耗稀盐酸83.19 g。
步骤2：向步骤1所得的溶液中继续逐滴滴加溶质质量分数为1%的稀盐酸，至NaHCO3恰好完全反应时，发生反应的化学方程式为：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，又消耗稀盐酸86.84 g。
④晶体中NaHCO3的质量分数为

______

（写出计算过程）。
⑤乙同学认为做完步骤1即可确定晶体的组成。请对乙同学的观点进行评价：

______

。

2022/05/27 | 447次组卷

综合应用题 | 困难 (0.15)

解题方法

【推荐2】铁及其化合物在生活、生产中应用广泛。
（一）铁的相关知识
(1)用铁锅烹煮食物，说明铁具有

__________

性；
(2)世卫组织曾多次推荐中国的铁锅作为烹饪用具，铁锅相对于其它烹饪用具的优势是

___________

。
(3)由生铁制成的铁锅初次使用前，需“烤蓝”处理，即高温烈焰使其表面形成致密的Fe3O4膜，该层膜隔绝了铁与空气中的

__________

接触，以防生锈；
(4)铁锈蚀的原理：写出Fe（OH）2转化为Fe（OH）3的化学方程式

________

。
(5)工业上，常用稀HCl去除铁锈（用Fe2O3·xH2O表示），其反应的化学方程式是

__________

。
（二）氯化铁晶体（FeCl3﹒nH2O）的制备
以工业烧渣（含Fe2O3、FeO及少量二氧化硅）为原料生产氯化铁晶体的流程如下：

资料：FeCl3溶液在加热条件下易转化为Fe（OH）3，在HCl气体的保护下能阻止此转化的发生。
(6)X的化学式是

___________

。
(7)“氧化”中，加入H2O2是将酸性条件下的+2价铁转化为+3价的铁，该反应的化学方程式是

__________

。
(8)FeC13溶液中含有盐酸，不会影响氯化铁晶体纯度，其理由是

________________

。
(9)“一系列操作”含…、洗涤、晾干，洗涤时为减少晶体损失，最好选用

__________

（选填序号）。
a.冷水 b.热水 c.95%的乙醇溶液
（三）氯化铁晶体的热重分析
经科研人员测定，以上得到的是FeCl3﹒nH2O和Fe（OH）3的混合物。称取该混合物样品64.8g，用以下装置进行热分解实验。

已知：Mr（FeCl3）=162.5、Mr（Fe（OH）3）=107
【资料】
①氯化铁晶体在120℃开始分解，生成Fe（OH）3、H2O、HCl，200℃分解完全；
②在220℃时，Fe（OH）3开始分解为Fe2O3，500℃时分解完全；
③无水CaC12作为干燥剂，不吸收HCl。
(10)装配好实验装置后，要先

__________

。
(11)加热前后均需通入N2，加热后通N2的目的是

__________

。

温度/℃室温500B装置/g200.0218.9C装置/g200.0221.9

(12)加热玻璃管，测得500℃时B、C的质量变化如上表，玻璃管内剩余固体的质量为24.0g。
①样品中铁元素的质量为

__________

g；
②n=

___________

。
(13)实验结束，不改变原有装置，将N2改为通入CO，对24.0g剩余固体继续加热一段时间，冷却，得到黑色粉末20.0g，该黑色粉末的成分是

__________

。

2022/06/30 | 592次组卷

综合应用题 | 困难 (0.15)

解题方法

【推荐3】碳酸钠在生活和生产中都有广泛的应用。为探究碳酸钠的相关知识，同学们做了如下实验。请根据实验回答问题：
探究实验一、有关碳酸钠的化学性质（已知氯化钙溶液呈中性）

(1)A试管中溶液变成红色，说明碳酸钠溶液显

______

性。
(2)B试管中观察到的实验现象

______

，说明碳酸钠能与盐酸反应。
(3)C试管中有白色沉淀产生，写出该反应的化学方程式

______

。
(4)实验结束后，同学们将三支试管中的物质倒入同一个洁净的烧杯中，静置一段时间后，观察到烧杯底部有白色沉淀，上层溶液为无色。
【提出问题】无色溶液中除酚酞外还有哪些溶质？
【分析讨论】无色溶液中一定含有的溶质是

______

（填化学式，下同），可能含有的溶质是

______

。
【实验验证】为检验无色溶液中可能含有的溶质是否存在，可选用

______

（填数字序号）进行检验。
①石蕊溶液 ②硝酸银溶液 ③碳酸钠溶液 ④稀盐酸
探究实验二、有关碳酸钠的制取
下图是同学们在实验室模拟“侯氏制碱法”生产碳酸钠（纯碱）的工艺流程图。

(5)“侯氏制碱法”中的侯氏指的是我国制碱专家

______

。
(6)操作a中用到的主要玻璃仪器有哪些？

______

（写3种）。
(7)滤液中除NaCl外，还有其他溶质，请设计实验证明。（简要写出实验步骤、现象和结论）

______

。
(8)步骤⑤是向饱和NaCl溶液中通入足量的NH3和CO2，反应最终得到小苏打（在该溶液中会析出部分固体）和氯化铵，写出该反应的化学方程式

______

。
探究实验三、有关碳酸钠含量的测定
工业上制得的纯碱，可能含有NaHCO3和NaCl中的一种或两种杂质，为了确定其成分，进行如下实验探究，实验装置（气密性良好）和主要的实验步骤如下（碱石灰是氢氧化钠和生石灰的固体混合物）。

①称量D装置质量为200g，将10.6g纯碱样品放入锥形瓶中，按上图组装后进行实验操作甲，然后缓缓鼓入一段时间空气；
②再次对活塞进行实验操作，然后加入足量稀硫酸，待锥形瓶中不再产生气泡时，再次打开止水夹K1，从导管a处再次缓缓鼓入空气；
③一段时间后再次称量装置D，装置总质量为204.84g。
回答下列问题：
(9)步骤①中进行的实验操作甲是______（填序号）。