Question

鐵及其化合物在生活中有重要的作用．請回答下列問題：
（1）在盛有氧氣的集氣瓶中點(diǎn)燃細(xì)鐵絲發(fā)生劇烈燃燒的化學(xué)方程式是______．為防止集氣瓶破裂，常采取的措施是______．
（2）已知鐵能與氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵．將生銹的鐵釘（鐵銹的主要成分是Fe₂O₃）放入鹽酸中，充分反應(yīng)后有鐵剩余，寫出發(fā)生置換反應(yīng)的化學(xué)方程式______，溶液中的金屬陽離子是______（用符號表示）．
（3）高爐煉鐵中，焦炭的作用是______（用化學(xué)方程式表示）．
（4）把鐵粉和銅粉的混合物放入硝酸銀溶液中，反應(yīng)結(jié)束后有固體剩余．下列說法正確的是______（填寫字母序號）．
A．剩余固體肯定含有銀
B．剩余固體肯定是銀和銅
C．反應(yīng)后溶液中一定有Fe ²⁺和Cu²⁺
D．反應(yīng)后溶液中一定有Ag⁺和Cu²⁺．

Answer 1

解：（1）鐵絲與氧氣在點(diǎn)燃的條件下生成四氧化三鐵，方程式是3Fe+2O₂Fe₃O₄，為防止鐵絲燃燒生成的高溫熔融物濺落瓶底使集氣瓶破裂，常采取的措施是預(yù)先在集氣瓶底部放一些水或少量沙子；
（2）將生銹的鐵釘入鹽酸中，首先發(fā)生的反應(yīng)是氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水，該反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng)，鐵又與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，屬于置換反應(yīng)，方程式是：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑，且鐵還可與氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，屬于化合反應(yīng)，充分反應(yīng)后有鐵剩余，說明鹽酸和氯化鐵完全反應(yīng)，故得到的是氯化亞鐵溶液，溶液中的陽離子是亞鐵離子--Fe²⁺；
（3）煉鐵過程中焦炭的主要作用是與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，該反應(yīng)放熱提供熱量，二氧化碳和碳在高溫下產(chǎn)生還原劑CO，與鐵的氧化物反應(yīng)；
（4）鐵和銅的活動(dòng)性都比銀強(qiáng)，都能和硝酸銀溶液反應(yīng)，且鐵的活動(dòng)性大于銅，反應(yīng)順序?yàn)椋鸿F先置換出銀，鐵反應(yīng)完銅再反應(yīng)；
A、由于不知道鐵和銅的量，所以不能判斷出剩余固體成分是否含有鐵和銅，但是在剩余固體中一定含有銀，正確；
B、據(jù)A分析，固體中肯定含有銀，無法確定是否含有鐵或銅，故錯(cuò)誤；
C、鐵發(fā)生反應(yīng)生成硝酸亞鐵，溶液中一定含有亞鐵離子，由于不知所加的鐵和銅的量，若鐵未反應(yīng)完，則溶液中無Cu ²⁺，故錯(cuò)誤；
D、反應(yīng)后固體一定有銀，若硝酸銀未完全反應(yīng)，則溶液中有Fe ²⁺、Ag⁺和Cu ²⁺，若硝酸銀完全反應(yīng)，則溶液中無Ag⁺，故錯(cuò)誤；
故答案為：（1）3Fe+2O₂Fe₃O₄；預(yù)先在集氣瓶底部放一些水或少量沙子；
（2）Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；Fe²⁺；
（3）O₂﹢CCO₂ 、CO₂﹢C2CO；
（4）A．
分析：（1）據(jù)鐵絲與氧氣的反應(yīng)原理書寫方程式，并據(jù)鐵絲燃燒實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)分析解答；
（2）鐵與鹽酸可反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，據(jù)此書寫方程式；將生銹的鐵釘入鹽酸中，首先發(fā)生的反應(yīng)是氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵，鐵又與鹽酸反應(yīng)，且鐵還可與氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，充分反應(yīng)后有鐵剩余，說明鹽酸和氯化鐵完全反應(yīng)，故得到的是氯化亞鐵溶液，據(jù)此分析解答；
（3）煉鐵過程中焦炭的主要作用是與氧氣反應(yīng)提供熱量和產(chǎn)生還原劑CO；
（4）根據(jù)鐵、銅、銀的活動(dòng)性順序來解答該題．
點(diǎn)評：本題考查了金屬的化學(xué)性質(zhì)及煉鐵的相關(guān)知識，要結(jié)合所學(xué)知識細(xì)心分析解答．