Question

金屬是一種重要的材料，人類的生活和生產都離不開金屬，全世界每年因生銹損失的鋼鐵，約占世界年產量的十分之一．
（1）興趣小組的同學想探究鋼鐵銹蝕的條件，他將一個干凈的鐵釘放入試管中（如圖1），定期觀察并記錄現(xiàn)象．圖1中最先銹蝕的部位

 

（填寫A、B或C）；舉出一種防止鋼鐵銹蝕的具體方法

 

；

（2）根據圖2的應用實例，試說出金屬具有的一點物理性質

 

；
（3）鋁的活動性比鐵強，但鋁在空氣中卻表現(xiàn)出良好的抗腐蝕性，原因是

 

；
（4）圖3中不同的金屬被開發(fā)、利用的年代不同，決定這一先后順序的關鍵因素是

 

；

A．金屬的活動性           B．金屬的導電性
C．金屬的延展性           D．地殼中金屬元素的含量
（5）用質量相等的鎂粉和鋁粉，分別與溶質質量分數(shù)相同、等質量的稀鹽酸充分反應，產生氫氣的質量和反應所用時間的關系如圖4所示．則下列說法中正確的是

 

；

A．曲線a、b分別表示鎂、鐵的反應情況
B．可能鹽酸均反應完，鎂恰好完全反應，鐵剩余
C．可能鹽酸均反應完，鎂、鐵也恰好完全反應
D．鎂、鐵都反應完，鹽酸有剩余
（6）聯(lián)想到工業(yè)上用鐵礦石冶煉鐵，他們在實驗室用CO還原氧化鐵，實驗如圖5甲所示
①實驗過程中儀器①中發(fā)生的反應的化學方程式為

 

，現(xiàn)象是

 

，儀器③中的現(xiàn)象是

 

．
②有同學認為為了防止溶液倒吸，本實驗停止加熱前要先斷開①和③的連接處，你的意見和理由是

 

．
③實驗過程中產生的尾氣不能直接排放的原因是

 

．
④圖5乙是下業(yè)生產中煉鐵高爐的結構圖．實際生產中煉鐵的原料鐵礦石、焦炭、石灰石是從原料入口加入的，其中焦炭在高爐煉鐵時的作用之一是產生高溫，另一作用為

 

；生鐵出口低于爐渣出口的原因是

 

．
⑤用一氧化碳充分還原10克赤鐵礦（主要成份為氧化鐵，雜質不反應），得到固體7.6克．試計算該礦石中氧化鐵的質量分數(shù)．

Answer 1

考點：金屬銹蝕的條件及其防護,金屬的物理性質及用途,金屬的化學性質,一氧化碳還原氧化鐵,鐵的冶煉,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式,根據化學反應方程式的計算

專題：金屬與金屬材料

分析：（1）根據鐵生銹的條件進行分析；
（2）根據金屬的物理性質進行分析；
（3）分析鋁在空氣中所發(fā)生的變化，解釋雖然鋁的活動性比鐵強，但卻表現(xiàn)出良好的抗腐蝕性的原因；
（4）根據金屬活動性順序進行分析；
（5）根據鎂和鐵于鹽酸的反應結合圖象進行合理化判斷；
（6）回顧一氧化碳還原氯化鐵的實驗，回答對該實驗的操作所提出的問題，并寫出反應的化學方程式；
（7）利用圖中數(shù)據，對比大規(guī)模開發(fā)、利用的與金屬其它因素間的關系，判斷與金屬大規(guī)模開發(fā)、利用的先后順序有關的因素．

解答：解：（1）鐵在與水和氧氣同時接觸容易生銹，圖中B處與水和氧氣接觸最為充分，生銹最嚴重；涂油可以隔絕鋼材與空氣和水的接觸，使得鋼材不能滿足銹蝕條件而防止生銹，故填：B，涂油；
（2）用作電線是利用金屬的導電性，制成金屬絲說明金屬具有延展性，用作炊具說明金屬具有導熱性，故填：導電性；
（3）鋁在空氣中與氧氣化合，在鋁的表面生成致密的氧化鋁薄膜（或氧化鋁膜），阻止了鋁進一步與氧氣的接觸，故填：鋁在空氣中易被氧氣氧化生成致密的氧化鋁保護膜，起到了保護作用；
（4）據圖可知越活潑的金屬利用的年代越近，說明與金屬的活動性有關，故填：A；
（5據圖可以看出，a反應的速率達，b反應的速率小，根據鎂比鐵活潑可以知道a是鎂，b是鐵，由于反應后生成的氫氣質量相同，氫氣來自酸中的氫，故鹽酸全部參加反應，當金屬鎂和鐵于相同量的鹽酸反應時，消耗的鐵的質量大，故不可能鐵有剩余鎂全部反應，觀察選項，故填：A；
（6）①一氧化碳具有還原性，能與氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，故會觀察到①中紅色粉末變黑，③中澄清石灰水變渾濁的現(xiàn)象，故填：3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；紅色粉末變黑；變渾濁；
②本實驗停止加熱前不需要先斷開①和③的連接處，因為此實驗結束是需要繼續(xù)通入一氧化碳直至玻璃管冷卻，故填：不需要，因為需要繼續(xù)通入一氧化碳直至玻璃管冷卻；
③一氧化碳是有毒的氣體，排放到空氣中會污染空氣，故填：一氧化碳是有毒的物質，會污染空氣；
④碳燃燒能釋放熱量，提供高溫，同時能產生具有還原性的一氧化碳；生鐵的密度大于爐渣的密度，會沉在下面，需要低于爐渣出口，故填：產生一氧化碳，生鐵的密度比爐渣大；
⑤設氧化鐵的質量為x
3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂△m
    160      112        48
     x                    10g-7.6g 

160

x

=

48

10g-7.6g

  x=8g
該礦石中氧化鐵的質量分數(shù)為：

8g

10g

×100%=80%
答：該礦石中氧化鐵的質量分數(shù)為80%．

點評：本題為涉及較多的化學基礎知識，題目難點不大但涉及面較廣，耐心審題、沉著作答對于解答類似問題會有較大幫助．