Question

4．2010年上海世博會(huì)的場(chǎng)館建設(shè)使用了大量的金屬材料．
（1）請(qǐng)寫(xiě)出一個(gè)工業(yè)上煉鐵的化學(xué)方程式3CO+Fe₂O₃$\frac{高溫}{\;}$2Fe+3CO₂．
（2）世博會(huì)的場(chǎng)館建設(shè)使用了大量的鋼材而不是純鐵，主要是因?yàn)殇摫燃冭F更具有硬度大（或抗腐蝕性能強(qiáng)、機(jī)械加工性能好等）的優(yōu)良性能，產(chǎn)生這些不同性能的原因是鋼中含有微量的碳，與純鐵的組成不同．
（3）如圖是上海市利用廢舊金屬制作的城市雕塑，請(qǐng)寫(xiě)出兩種防止這些雕塑腐蝕的方法噴油漆、涂油、保持干燥等．
（4）明明同學(xué)收集了三種修建世博會(huì)場(chǎng)館的金屬?gòu)U片，分別編號(hào)為X、Y、Z．明明把X、Y分別放入稀硫酸中，Y溶解并產(chǎn)生氫氣，X不反應(yīng)；把X和Z分別放入硝酸銀溶液中，過(guò)一會(huì)兒，X表面有銀析出，而Z沒(méi)有變化．根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)事實(shí)，你認(rèn)為X、Y、Z的金屬活動(dòng)性順序?yàn)閅＞X＞Z．請(qǐng)寫(xiě)出一個(gè)符合題意的X與硝酸銀反應(yīng)的化學(xué)方程式Cu+2AgNO₃═Cu（NO₃）₂+2Ag．（X要用具體物質(zhì)表示．）
（5）上海市某工廠利用廢鐵屑與廢硫酸反應(yīng)來(lái)制取硫酸亞鐵．假設(shè)1t廢鐵屑（雜質(zhì)不參加反應(yīng)，下同）能與9.8t廢硫酸恰好反應(yīng)，并得到10.78t固液剩余物．則該工廠所用廢硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？

Answer 1

分析 （1）工業(yè)上用一氧化碳還原氧化鐵煉鐵，主要是利用CO的還原性，在高溫下和氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式即可；
（2）根據(jù)鋼的組成和性能來(lái)分析；
（3）依據(jù)腐蝕金屬的原因判斷防止被腐蝕的方法；
（4）根據(jù)金屬活動(dòng)性順序及其運(yùn)用，排在氫之前的金屬可與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，排在前面的金屬（除鉀、鈣、鈉外）可將排在后面的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)．
（5）依據(jù)化學(xué)方程式的基本計(jì)算結(jié)合溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算方法計(jì)算即可．

解答 解：（1）工業(yè)上用一氧化碳還原氧化鐵煉鐵，主要是利用CO的還原性，在高溫下和氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
故填：3CO+Fe₂O₃ $\frac{高溫}{\;}$2Fe+3CO₂ （答案合理均可）；
（2）由于鋼中含碳是鐵的合金，所以鋼的硬度比鐵要大；故填：硬度大（或抗腐蝕性能強(qiáng)、機(jī)械加工性能好等）；鋼中含有微量的碳，與純鐵的組成不同；
（3）金屬雕像的腐蝕一般來(lái)自于酸雨，所以可以采用給金屬涂油漆或在金屬表面電鍍上一層與酸不反應(yīng)的金屬保護(hù)膜以防止金屬雕像被腐蝕；
故填：噴油漆、涂油、保持干燥等；
（4）根據(jù)金屬活動(dòng)性順序及其運(yùn)用，排在氫之前的金屬可與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，X、Y分別放入稀硫酸中，Y溶液產(chǎn)生氫氣，X不反應(yīng)，所以金屬活動(dòng)性y＞x，排在前面的金屬（除鉀、鈣、鈉外）可將排在后面的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)，把X和Z分別放入硝酸銀溶液中，過(guò)一會(huì)兒，在X表面有銀析出，而Z沒(méi)有變化．所以金屬活動(dòng)性y＞x，綜合可知三者的金屬活動(dòng)性順序是y＞x＞z．由于銅的活動(dòng)性排在氫后其活動(dòng)性比銀強(qiáng)，所以X與硝酸銀反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu+2AgNO₃═Cu（NO₃）₂+2Ag．
故填：Y＞X＞Z；Cu+2AgNO₃═Cu（NO₃）₂+2Ag；
（5）（5分）
解：依題意，生成氫氣的質(zhì)量為：1 t+9.8 t-10.78 t=0.02 t
設(shè)參加反應(yīng)的純硫酸的質(zhì)量為x
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
98               2
x              0.02t
$\frac{98}{2}$=$\frac{x}{0.02t}$    
x=0.98 t     
廢硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.98t}{9.8t}$×100%=10%
答：該工廠所用廢硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%．

點(diǎn)評(píng) 此題是對(duì)與金屬相關(guān)的知識(shí)的考查題，解題的關(guān)鍵是對(duì)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與掌握，體現(xiàn)了基礎(chǔ)知識(shí)的重要性．