《2025年通城学典全程测评卷九年级化学全一册沪教版》

27.(16分)(2024·盐城东台期末)铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。
Ⅰ.铁的性质和防护。
(1)深圳市计量质量检测研究院测出某麦片中含微量铁粉(还原铁)。专家指出,食用后铁粉与胃酸(含HCl)反应转化为人体可吸收的铁元素,此反应的基本反应类型为置换反应。但食用过量,也会给身体带来负担。
(2)为防止铁生锈,对铁制品进行“发蓝”处理,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Fe₃O₄。
Ⅱ.废铁的再利用。硫酸铁在农业中可用作肥料。用废铁屑(主要成分为Fe,含少量$FeCO_3$等)制硫酸铁的主要流程如图(a)所示。(已知$:FeCO_3+H_2SO_4= FeSO_4+H_2O+CO_2↑)$

(3)“酸溶”过程中产生的气体除$CO_2$外,一定还存在氢气。
(4)“转化1”温度不宜过高的原因是防止过氧化氢受热加速分解而失效。
Ⅲ.铁的冶炼。实验室有一瓶久置铁屑,其成分是铁、氧化铁和水。为测定各成分的质量分数,某兴趣小组按图(b)所示装置进行实验(固定装置已略去,装置气密性良好)。(已知:氮气不与铁屑中的成分反应;碱石灰可以吸收水蒸气和二氧化碳)

【进行实验】(气体改变对称量质量的影响忽略不计)
① 称量玻璃管质量为$m_1。$将样品放入玻璃管中,称量玻璃管和样品总质量为$m_2。$
② 连接装置。关闭$K_2,$打开$K_1,$缓缓通入$N_2,$点燃甲处酒精喷灯,待玻璃管中固体恒重,记录玻璃管和剩余固体质量为$m_3。$
③ 再次连接好装置,继续实验,关闭$K_1,$打开$K_2,$通入CO,依次点燃丙处酒精灯和甲处酒精喷灯。待玻璃管中固体恒重,熄灭酒精喷灯,继续通入CO直至玻璃管冷却。再次记录玻璃管和剩余固体质量为$m_4。$
【交流讨论】
(5)丙处点燃的酒精灯作用是将尾气中的CO转化为CO₂,防止其污染空气。
(6)玻璃管中一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式为3CO+Fe₂O₃$\xlongequal{高温}$2Fe+3CO₂。
(7)$m_2-m_3$表示铁屑中水的质量。
(8)样品中氧化铁的质量分数为$\frac{1000(m_3-m_4)}{3(m_2-m_1)}$%。

答案： （1）置换反应 （2）Fe₃O₄ （3）氢气 （4）防止过氧化氢受热加速分解而失效（合理答案均可） （5）将尾气中的CO转化为CO₂,防止其污染空气 （6）3CO+Fe₂O₃$\xlongequal{高温}$2Fe+3CO₂ （7）水 （8）$\frac{1000(m_3-m_4)}{3(m_2-m_1)}$% 解析:（1）铁粉与胃酸(含HCl)反应生成氯化亚铁和氢气,该反应是由一种单质和一种化合物作用生成另一种单质和另一种化合物的反应,属于置换反应。（2）设铁的氧化物的化学式为FeₓOᵧ,其中Fe、O元素质量比为21:8,则56x:16y=21:8,解得x:y=3:4,故该氧化物的化学式为Fe₃O₄。（3）废铁屑中含有铁和碳酸亚铁,加入过量稀硫酸,铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,碳酸亚铁和硫酸反应生成硫酸亚铁、二氧化碳和水,则“酸溶”过程中产生的气体除CO₂外,一定还存在氢气。（4）过氧化氢受热易分解,“转化1”温度不宜过高的原因是防止过氧化氢受热加速分解而失效。（5）一氧化碳有毒,会污染空气,一氧化碳具有可燃性,两处点燃的酒精灯的作用是将尾气中的CO转化为CO₂,防止其污染空气。（6）一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为3CO+Fe₂O₃$\xlongequal{高温}$2Fe+3CO₂。（7）实验室有一瓶久置铁屑,其成分是铁、氧化铁和水,称量玻璃管质量为m₁,将样品放入玻璃管中,称量玻璃管和样品总质量为m₂,缓通N₂,点燃甲处酒精喷灯,待玻璃管中固体恒重,记录玻璃管和剩余固体质量为m₃,此过程没有新物质生成,只是水蒸发的过程,则m₂-m₃表示铁屑中水的质量。（8）m₃-m₄为氧化铁中氧元素的质量,m₂-m₁为样品的质量,则该样品中氧化铁的质量为$\frac{m_3-m_4}{\frac{48}{160}×100\%}$=$\frac{10}{3}(m_3-m_4)$,该样品中氧化铁的质量分数为$\frac{\frac{10}{3}(m_3-m_4)}{m_2-m_1}×100\%$=$\frac{1000(m_3-m_4)}{3(m_2-m_1)}$%。