26. 今年扬州迎来高铁交通发展的高潮。高铁给我们带来的不仅是交通方便,出行快捷,甚至是带来旅游业的繁荣。制造铁轨需要大量的合金钢,新集中学化学兴趣小组为此展开探究:
(一)工业上炼铁炼钢和轧制钢材的主要流程如下图:
已知:生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%。
(1)炼铁的固体原料中加入焦炭的作用是
_____,
_____(用方程式表示);
(2)炼铁的固体原料需经过粉碎,其目的是
_____;
(3)热空气和高炉气体的主要成分有一种相同,这种气体是
_____(填化学式);
(4)炼钢炉中,通入纯氧而不用空气的目的是
_____。将钢锭轧成钢板,体现了金属的
_____性。
(二)该兴趣小组发现未经处理的钢铁容易生锈。同学们接着探究了铁生锈的相关问题。
【知识回顾】铁生锈的条件为铁与
_____、
_____同时接触,为了防止铁制品生锈,应采取的措施是
_____(写出一种)。
【查阅资料】铁锈成分复杂,化学式可简单表示为Fe
2O
3•nH
2O,在加热时会分步反应,首先失去结晶水,其反应可表示为Fe
2O
3•nH
2O
Fe
2O
3+nH
2O。浓硫酸可以吸水,碱石灰可以吸收水和二氧化碳。
【提出问题】铁锈(Fe
2O
3•nH
2O)中n的值等于多少呢?
【问题探究】小明发现实验室中有一保管不善的铁粉,大部分已经结块成红褐色,为了探究铁锈(Fe
2O
3•nH
2O)的组成,称取27.0g这种铁粉样品,按如图2所示装置进行实验。
(1)实验前应先
_____;
(2)为了保证实验安全,实验开始时应先
_____,目的是
_____;
(3)D的作用是
_____;
(4)请指出该装置中有一处明显不足
_____;
【数据处理】图3是加热时间和A中固体质量关系图象,下表是B、C中质量不再变化时B中浓硫酸、C中碱石灰装置质量变化情况。
| 反应前(g) | 反应后(g) |
B | 100 | 105.4 |
C | 150 | 163.2 |
(5)铁锈(Fe
2O
3•nH
2O)中n的值是
_____;
(6)写出T
3﹣T
4时间段发生反应的化学方程式
_____;
(7)计算原样品中单质铁的质量分数是
_____。(计算结果保留到0.1%)