18. 铁、铜的氧化物能与氢气、一氧化碳和氨气(NH
3)等具有还原性的气体反应生成金属单质,某研究性学习小组设计实验进行系列探究。
(-)探究氨气(NH
3)与氧化铜的反应
资料一1
①实验室常用浓氨水和生石灰混合的方法制取氨气:CaO+NH
3·H
2O=Ca(OH)
2+NH
3↑。
②碱石灰和浓硫酸是常用的干燥剂,浓硫酸能与氨气反应
③Cu20是一种红色固体,能与稀硫酸反应:Cu
2O+H
2SO
4=Cu+CuSO
4+H
2O。
(1)小组同学按图设计组装好仪器,装入药品前应进行的实验操作是
_______(2)A中锥形瓶内发生的反应为
___________反应(填“放热”或“吸热”)。
(3)C中玻璃管内氨气与氧化铜在加热条件下完全反应生成铜、水和一种气体单质X,反应的化学方程式为
___,反应过程中氨气也可能将氧化铜还原为Cu
2O。反应一段时间后,C中固体全部变为红色,取反应后固体少许于试管中,加入足量的稀硫酸,观察到溶液呈
_____说明红色固体中含有Cu
2O,该红色固体的成分是
_____(写出所有可能)。
(4)气体X的密度和空气接近,难溶于水,上图D处欲用下图装置①②③收集较纯净的气体X
并测其体积,装置的连接顺序是
_________.
(二)探究一氧化碳与铁的氧化物反应
【资料二】
①Fe
2O
3·xH
2O在温度为110℃时分解为Fe
2O
3和H
2O,FeCO
3在282℃时分解为FeO和CO
2。
②温度高于500℃时铁的氧化物才能被CO还原。
③用CO还原Fe
2O
3炼铁的过程大致分为三个阶段
阶段1:3Fe
2O
3+CO
2Fe
3O
4+CO
2阶段2:Fe
3O
4+CO
3FeO++CO
2阶段3:FeO+CO
Fe+CO
2(5)已知铁锈的成分为Fe
2O
3·xH
2O和FeCO
3由此可知:铁生锈过程中,空气中的氧气、水和
____都参与了反应.
(6)小组同学将铁锈在300℃热分解的产物继续分阶段升温,通入CO还原铁的氧化物。剩余固体质量随温度变化的曲线如下图所示。E点固体的成分是
_____.计算图中G点对应的a的值,写出计算过程
_____。
(7)金属矿物资源储量有限且不可再生,为防止铁制品生锈,可以采取
____________的措施。