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）铁的广泛应用
（1）我国在西汉时期就有“曾青得铁则化为铜”之说，用化学方程式表示其原理

Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄

Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄

。
（2）铁与铬（Cr）、镍（Ni）等金属熔合可形成“不锈钢”，用不锈钢丝和聚乙烯纤维为原料可制作耐酸防护服材料。以上叙述中不涉及到

B

B

 （选填序号）。
A．合金   B．无机非金属材料   C．合成材料   D．复合材料

（二）铁锈成分的探究
（1）图1为某兴趣小组探究铁生锈的三个实验，最先观察到铁锈的是

C

C

（选填序号）。
（2）铁生锈的主要过程为：Fe

O

2

．

H

2

O

Fe（OH）₂

O

2

．

H

2

O

Fe（OH）₃

风吹日晒

Fe₂O₃•xH₂O，次要过程为：Fe

O

2

．

C

O

2

．

H

2

O

FeCO₃，写出Fe→Fe（OH）₂反应的化学方程式

2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂

2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂

。
（3）铁锈组分的确定
某铁锈成分为Fe₂O₃•xH₂O和FeCO₃．为确定其组成，兴趣小组称取此铁锈样品25.4g,在科研人员的指导下用图2装置进行实验。
【查阅资料】①Fe₂O₃•xH₂O失去结晶水温度为110℃，FeCO₃在282℃分解为FeO和CO₂．②温度高于500℃时铁的氧化物才能被CO还原。
（1）装配好实验装置后，首先要

检查装置气密性

检查装置气密性

。
（2）装置A中的反应为：

H

H

₂C₂O₄（草酸）

浓

H

2

S

O

4

△

CO↑+CO₂↑+H₂O．通过B、C装置可得到干燥、纯净的CO气体，洗气瓶B中应盛放

c

c

（选填序号）。
a.浓硫酸    b.澄清的石灰水  c.氢氧化钠溶液
（3）现控制D装置中的温度为300℃对铁锈进行热分解，直至D装置中剩余固体质量不再变化为止，冷却后装置E增重3.6g,装置F增重2.2g。则样品中FeCO₃的质量m（FeCO₃）=

5.8

5.8

g,x=

2

2

。
（4）若缺少G装置，测得的m（FeCO₃）

偏大

偏大

（选填“偏大”、“偏小”、“不变”，下同），x的值会

偏大

偏大

。
（三）炼铁过程的探究
（1）写出工业上用赤铁矿（主要成分Fe₂O₃）炼铁主要原理的化学方程式

Fe₂O₃+3CO

高温

2Fe+3CO₂

Fe₂O₃+3CO

高温

2Fe+3CO₂

。
【查阅资料】用CO还原Fe₂O₃炼铁的过程大致分为三个阶段：
阶段1：3Fe₂O₃+CO

500

-

600

℃

2Fe₃O₄+CO₂
阶段2：Fe₃O₄+CO

600

-

700

℃

3FeO+CO₂
阶段3：FeO+CO

700

℃

Fe+CO₂。
（2）将上述300℃热分解后的D装置中剩余固体继续分阶段升温，进行CO还原铁的氧化物炼铁过程的探究。加热时测定D中剩余固体质量随温度变化的曲线如图3所示。图中M点对应的a=

18

18

（请列出计算过程）。