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16. 羰基铁粉在国防军工领域有重要应用,我国是少数几个掌握其生产技术的国家之一。制备羰基铁粉的过程如下图所示。
(1)$Fe(CO)_5$中碳、氧元素的质量比为
(2)反应1的化学方程式为$Fe+5CO\overset{高压}{=}Fe(CO)_5$。用100kg含铁96%的海绵铁,理论上可制备$Fe(CO)_5$的质量是多少？(写出计算过程)
(3)反应2的化学方程式为$Fe(CO)_5\overset{一定条件}{=}Fe+5CO↑$。196kg$Fe(CO)_5$分解生成羰基铁粉的质量随时间的变化如下图所示。在$t_1$时,剩余
]
(1)$Fe(CO)_5$中碳、氧元素的质量比为
3:4
(填最简整数比)。(2)反应1的化学方程式为$Fe+5CO\overset{高压}{=}Fe(CO)_5$。用100kg含铁96%的海绵铁,理论上可制备$Fe(CO)_5$的质量是多少？(写出计算过程)
海绵铁中纯铁的质量为：100kg×96% = 96kg
设理论上可制备Fe(CO)₅的质量为x
Fe + 5CO $\overset{高压}{=}$ Fe(CO)₅
56 196
96kg x
$\frac{56}{196}=\frac{96kg}{x}$
x = $\frac{96kg×196}{56}$ = 336kg
设理论上可制备Fe(CO)₅的质量为x
Fe + 5CO $\overset{高压}{=}$ Fe(CO)₅
56 196
96kg x
$\frac{56}{196}=\frac{96kg}{x}$
x = $\frac{96kg×196}{56}$ = 336kg
(3)反应2的化学方程式为$Fe(CO)_5\overset{一定条件}{=}Fe+5CO↑$。196kg$Fe(CO)_5$分解生成羰基铁粉的质量随时间的变化如下图所示。在$t_1$时,剩余
98
kg$Fe(CO)_5$未分解；在$t_3$
时,$Fe(CO)_5$恰好完全分解。]
答案
(1)3:4
(2)海绵铁中纯铁的质量为：100kg×96% = 96kg
设理论上可制备Fe(CO)₅的质量为x
Fe + 5CO $\overset{高压}{=}$ Fe(CO)₅
56 196
96kg x
$\frac{56}{196}=\frac{96kg}{x}$
x = $\frac{96kg×196}{56}$ = 336kg
(3)98；t₃
(2)海绵铁中纯铁的质量为：100kg×96% = 96kg
设理论上可制备Fe(CO)₅的质量为x
Fe + 5CO $\overset{高压}{=}$ Fe(CO)₅
56 196
96kg x
$\frac{56}{196}=\frac{96kg}{x}$
x = $\frac{96kg×196}{56}$ = 336kg
(3)98；t₃
17. 铁是一种化学性质较活泼的金属,常温下能与稀盐酸、氧气等物质反应。某兴趣小组进行铁锈蚀的实验探究。
(1)铁与稀盐酸反应的化学方程式是
(2)该小组利用下图装置对铁钉锈蚀的条件进行探究。一段时间后,在A和B中没有观察到明显现象,C和D中铁钉有锈蚀。
①B中将蒸馏水煮沸的目的是
②A、B、D对比,说明铁钉锈蚀需要的物质是
(3)为进一步探究铁钉锈蚀过程中气态物质的变化,该小组按示意图E所示装置完成以下实验。恒温下,向锥形瓶中加入少量稀盐酸,同时测量锥形瓶内气体压强随时间的变化,直至反应完全。
①测量过程中要保持恒温,理由是
②请在图F中绘制整个反应过程中锥形瓶内气体压强的变化趋势。
]
(1)铁与稀盐酸反应的化学方程式是
Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑
；铁锈的颜色是红棕色
。(2)该小组利用下图装置对铁钉锈蚀的条件进行探究。一段时间后,在A和B中没有观察到明显现象,C和D中铁钉有锈蚀。
①B中将蒸馏水煮沸的目的是
除去水中溶解的氧气
。②A、B、D对比,说明铁钉锈蚀需要的物质是
水和氧气
；C中的铁钉比D中的锈蚀更严重,原因是C中氧气更充足（或与氧气接触更充分）
。(3)为进一步探究铁钉锈蚀过程中气态物质的变化,该小组按示意图E所示装置完成以下实验。恒温下,向锥形瓶中加入少量稀盐酸,同时测量锥形瓶内气体压强随时间的变化,直至反应完全。
①测量过程中要保持恒温,理由是
排除温度对压强的影响
。②请在图F中绘制整个反应过程中锥形瓶内气体压强的变化趋势。
]
（图像：从起点101kPa开始，压强随时间先增大后趋于稳定）（注：第(3)②题需在图F中绘制，起点为(0,101)，曲线先上升后水平。）
答案
(1)Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑；红棕色
(2)①除去水中溶解的氧气
②水和氧气；C中氧气更充足（或与氧气接触更充分）
(3)①排除温度对压强的影响
②
