難點4金屬的冶煉、防護

口識點回顧

【知識點1】金屬的冶煉

1.原理：金屬冶煉就是要把金屬從化合態變成游離態。

2.方法：是讓碳與金屬氧化物在高溫下反應，碳能奪取金屬氧化物中的氧，從而得到金屬

單質。

3.【實驗】氫氣還原氧化銅

【實驗裝置】

【步驟】

（1）觀察氧化銅顏色：黑色固體

（2）先檢驗氫氣的純度，一段時間后再通入氫氣

【注意】排盡試管內空氣，防止發生爆炸

（3）點燃酒精燈，給氧化銅加熱

（4）實驗完成后，先熄滅酒精燈，繼續通入氫氣，直至試管冷卻

【注意】防止生成的銅再次被氧化

【現象】黑色固體變為紅色

【知識點練習】

【例1】工業上煉鐵煉鋼和軋制鋼材的主要流程如下圖：

鐵礦石、焦炭和石灰石純氧

高爐氣體、I_i_軋制

〉煉鐵高爐一?生鐵一?煉鋼爐一?鋼錠------?鋼板

熱空氣_---------

爐渣

」知：生鐵的含碳量為21r4.3%,鋼的含碳量為（）.03獷2%。回答下列問題：

（1）反應：①Fe203+3CD=2Fe+3C02,②2Fe2O3+3C=4Fe+3CO2t。屬于置換反應的是

.（填數字序號），高爐煉鐵的主要反應是（填數字序號）。

（2）煉鐵的固體原料需粉碎，粉碎的主要目的是

（3）煉鋼爐中，通入純氧的目的是

（4）將鋼錠軋成鋼板，體現了金屬鐵的性；噴漆能防止鐵生銹，原因是

【答案】（2）①增大接觸面枳，使反應充分進行降低生鐵中的碳含量

延展隔絕氧氣和水

【解答】

（1）置換反應的特點是反應前有一種單質，反應后生成另一種單質。方程①反應前沒有單

質，不屬于置換反應；反應②符合置換反應的特點，屬于置換反應，故填②；高爐煉鐵是利

用一氧化碳的還原性，用氧化鐵和一氧化碳高溫反應生成鐵和二氧化碳，故答案為：①；

（2）煉鐵的固體原料需粉碎，可以使其表面積增大，使得反應物接觸面積更大，是反應更

充分，故填增大接觸面積，使反應充分進行；

（3）通入純氧，使得碳的燃燒更充分，爐內溫度更高，減少鐵水中碳的含量，故填降低生

鐵中的碳含量；

（4）鋼錠能夠被壓制成鋼板，說明鐵具有延展性，故填延展；鐵生銹時需要和氧氣、水接

觸，通過噴漆，能夠隔絕氧氣和水，防止鐵得生銹。故填隔絕氧氣和水。

【知識點2】金屬的防護

1.條件：鐵與空氣中的氧氣、水分接觸，發生緩慢氧化

【注意】食鹽、酸等物質，會加速鐵的銹蝕

2.防護方法：

（1）隔絕氧氣與水分：表面鍍其他金屬、在金屬表面涂油漆等

（2）改變內部結構：加入各種金屬，形成不銹鋼等合金

（3）金屬的自我保護：如氧化鋁薄膜，會阻止金屬繼續被氧化

【知識點練習】

【例2】金屬材料在生產生活中用途很廣，請回答下列問題。

（1）自行車的閘線為鋼絲，說明金屬具有性。

（2）每年因腐蝕而浪費拒的金屬材料數量驚人，鐵柵欄常采取的防銹措施是一

（3）除防止金屬腐蝕外，保護金屬資源的有效途徑還有

（4）在鐵制品表面鍍銘，說明金屬格具有的物理性質是

【答案】延展刷漆尋找金屬替代品硬度大

【解答】

（1）自行車的閘線為鋼絲，說明金屬具有延展性。

（2）鐵柵欄常采取的防銹措施是刷漆.

（3）保護金屬資源的有效途徑還有尋找金屬替代品或回收利用金屬。

（4）在鐵制品表面鍍格，說明金屬格具有的物理性質是硬度大。

B難點練習

1.下列措施中，不熊防止鐵制品銹蝕的是（）

A.涂油

B.鍍一層耐腐蝕的金屬

C.制成不銹鋼

D.存放在潮濕的空氣中

【答案】D

【詳解】A、涂油，防止與空氣中的氧氣和水蒸氣接觸生銹；故選項正確，但不符題意；

B、鍍一層耐腐蝕的金屬,防止與空氣中的氯氣和水蒸氣接觸牛銹：故選項正確,但不符題

意；

C、制成不銹鋼，防止生銹；故選項正確，但不符題意；

D、存放在潮濕的空氣中，鐵制品會生銹；故選項錯誤，但符合題意。

故選:Do

2.下列有關資源敘述錯誤的是

A.地殼中含量最多的金屬元素是鋁，生物細胞中含量最多的金屬元素是鈣

B.金屬的回收利用是保護金屬資源的唯一途徑，F1前世界，90%以，的鐵得到回收利用

C.導電性最好的金屬是銀，硬度最大的金屬是輅

D.在自然界中金和銀都有單質形式存在

【答案】B

【詳解】A、地殼中含量最多的金屬元素是鋁，生物細胞中含量最多的金屬元素是鈣，不

符合題意；

B、防止金屬腐蝕，金屬的回收利用，有計劃、合理地開采礦物，尋找金屬替代品等是保護

金屬資源的途徑，目前世界上已有50%以上的鐵和90%以上的金得至IJ了回收利用，符合題

意；

C、導電性最好的金屬是銀，硬度最高的金屬是銘，不符合題意；

D、金、銀化學性質不活潑，在自然界都有單質形式存在，不符合題意。

故選Bo

3.碳及其部分化合物的轉化關系如圖所示。其中X表示轉化中的另一種反應物。下列說法

正確的是

c

CO-^>CO：----?CaCOs

?[②

H2CO；

A.X若是氧化銅，可以觀察到紅色固體變黑

B.反應①可以用于冶煉金屬

C.打開碳酸飲料瓶蓋時不會發生反應②

D.從圖中可知，C02不可能轉化成C。

【答案】B

【詳解】A、X若是氧化銅，則C與CuO在高溫的條件下反應生成Cu和CCh，CuO為黑色

固體，銅為紅色，觀察到的現象應為黑色固體變紅，此選項錯誤；

B、反應①是CO反應生成C02,一氧化碳具有還原性，可以冶煉金屬并得到二氧化碳，所

以此反應可以用于冶煉金屬,此選項正確：

C、打開瓶蓋時瓶內壓強變小，碳酸會分解生成水和二氧化碳，會發生反應②，此選項錯

誤；

D、圖中雖然未標出C02轉化成CO的箭頭，但二氧化碳可與碳在高溫的條件下反應生成■

氧化碳，此選項錯誤。

故選Bo

4.下列有關金屬的說法不正確的是

A.常溫下金屬均為固態

B.合金的很多性能與組成它們的純金屬不同

C.鐵在潮濕的空氣中比在干燥的空氣中更易生銹

D.生鐵和鋼是常見的鐵合金，鋼的含碳量低于生鐵

【答案】A

【詳解】A.常溫下金屬不均為固態，汞為液體。故A錯誤。B.合金的很多性能與組成它

們的純金屬不同。故B正確。C,鐵在潮濕的空氣中比在干燥的空氣中更易生銹。故C正

確。D,生鐵和鋼是常見的鐵合金，鋼的含碳量低于生鐵。故D止確。

5.如圖是煉鐵高爐示意圖，下列說法正確的是

焦炭、鐵礦石、石灰石

熱空^

之生鐵出口

爐渣出口“Ji鼓:七：：：：：：：絨?

A.焦炭的主要作用是提供熱量、產生二氧化碳

B.石灰石的作用是與鐵礦石中的雜質反應形成爐渣

C.生鐵出口位置低于爐渣出口的原因是生鐵密度小于爐渣

D.產生的廢氣無需處理，因為它不會污染空氣

【答案】B

【詳解】A、焦炭燃燒放出大量的熱可以提供熱量、焦炭與二氧化碳在高溫下反應生成一

氧化碳，可提供還原劑CO,錯誤；

B、石灰石的作用是與鐵礦石中的二氧化硅反應形成爐渣，正確；

C、出鐵口位置低于出渣口的原因是生鐵密度大于爐渣，位于高爐的下方，錯誤；

D、產生的廢氣中含有許多有毒氣體一氧化碳等氣體需處理，防止污染空氣，錯誤。

故選Bo

6.如圖所示是模擬工業煉鐵的化學反應裝置，以下說法錯誤的是

氧化鐵

4一

灰z

v

s

n

l

水t

A.實驗開始時應先通入一氧化碳，目的是排凈硬質玻璃管內的空氣，防止爆炸

B.硬質玻璃管內氧化鐵發生還原反應

C.實驗過程中硬質玻璃管內觀察到的現象是黑色粉末逐漸變成紅色

D.裝置中導管末端加一點燃的酒精燈，目的是為了燃燒未反應的一氧化碳，防止污染環

境

【答案】C

【詳解】A.一氧化碳不純時會發生爆炸，則實驗開始前要先通入一氧化碳再加熱，目的是

除去玻璃管內的空氣，該選項說法正確；

B.玻璃管中發生的反應是一氧化碳還原僦化鐵生成鐵和二氧化碳，其中氧化鐵失去了氧，

發生了還原反應，該選項說法正確；

C.由于氧化鐵是紅棕色，鐵粉是黑色，則玻璃管內的現象是紅色粉末變黑色，該選項說法

錯誤；

D.由于一氧化碳有毒，會污染空氣，則尾部加一臺燃著的酒精燈，目的是除去一氧化碳，

防止污染空氣，該選項說法正確，

故選Co

7.現有Fe2O3和CuO的固體混合物24g,在高溫條件下與足量的CO反應，將反應后所得

的C02氣體通入足量石灰水中，生成白色沉淀40g,,則原固體混合物中含Fe和Cu的元素

質量之和為

A.17.6gB.12.8gC.11.2gD.6.4g

【答案】A

【分析】本題考查根據化學反應方程的計算。

【詳解】設混合物反應后產生的二氧化碳質量為X，設混合物中氧化鐵為)，，則氧化銅為

24g-y

CO2+Ca(OH)2=CaCO,>k+H,O

/?44v

44100-----=------

10040g

x=17.6g

高溫高溫

Fe2O,+3CO------2Fe+3CO,CuO+CO------Cu+CO2

1601328044

0.825xy24g-y0.55x(24g-y)

0.825X3'+0.55X(24g-y)=17.6g

產16g,則氧化鐵16g,氧化銅為8g

1|764

故Fe和Cu的元素質量之和為16gx——xI(X)%+8gx—xI(X)%=17.6g

16080

故選A。

8.A~F是初中化學常見的六種不同的物質，A、F反應后為黃色溶液，A、B、C是同類物

質，D可用來改良酸性土壤，E在空氣中易潮解。圖中“一"表示能相互反應，“>>〃表示轉化

關系(部分反應物、生成物及反應條件沒有標出)。下列說法不正確的是

A.A和B在高溫下治煉出目前人類使用最多的金屬

B.C可用于滅火、人工降雨、光合作用、制冷劑

C.圖中發生的反應有4個復分解反應，2個化合反應

D.向E溶液中滴加F,當恰好反應時，溶液中溶質只有一種鹽

【答案】C

【詳解】A、由上分析可知，A和R在高溫下即為一氧化碳與氧化鐵在高溫下反應生成鐵和

二氧化碳，能治煉出目前人類使用最多的金屬鐵，故A正確：

B、由上分子可知，C為二氧化碳，二氧化碳可用于滅火、人工降雨、光合作用、制冷劑，

故B正確；

C、圖中A和F相互反應，F和E相互反應，D轉化為E屬于復分解反應，B轉化為C,可

以是?氧化碳在氧氣中點燃生成二氧化碳，是化合反應，也可以是?氧化碳還原金屬氧化

物生生成二氧化碳，屬于氧化還原反應，不屬于四大基本反應類型，C轉化為B為二氧化

碳與碳高溫反應生成一氧化碳，屬于化合反應，而A卻B相互反應，C和D相互反應不屬

于四大基本反應類型，故C錯誤；

D、由上分析可知，向E溶液中滴加F,即為向氫氧化鈉溶液中滴加稀鹽酸或稀硫酸，生成

氯化鈉或硫酸鈉，恰好完全反應時，溶液中的溶質只有一種氯化鈉或硫酸鈉，屬于鹽，故

D正確；

故選Co

9.煉鐵廠以赤鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣等為主要原料煉鐵，主要反應過程如圖所

示：

請根據題圖和所學知識判斷下列說法錯誤的是（）

A.生鐵屬于混合物

B.反應過程①是置換反應，②③屬于化合反應

C.原料中焦炭的作用是提供能量和制取一僦化碳

D.工業煉鐵的設備是高爐

【答案】B

【詳解】A、生鐵是鐵和碳的合金，屬于混合物，不符合題意；

B、①焦炭為單質碳，在高溫條件下與空氣中氧氣反應生成二氧化碳；化學方程式為：

占燃

C+O2=CO2；②二氯叱碳在高溫條件下，與焦炭繼續發生化合反應生成具有還原性的

氣體一氧化碳；化學方程式為：C+CO2_2CO：③一氧化碳化高溫條件下，與赤鐵和,

石中的氧化鐵發生氧化還原反應，生成鐵和二氧化碳；化學方程式為：

Fe2O3+3CO_2Fe+3CO2故反應過程①②③中，屬于化合反應的有①②，③既不

是置換反應，也不是化合反應，符合題意；

C、焦炭為單質碳，在高溫條件下與空氣中氧氣反應生成二氧化碳，放出大量的熱，原料中

焦炭的作用是提供能量和制取一氧化碳，不符合題意：

D、工業煉鐵的設備是高爐，不符合題意。故選B。

10.如圖為氫氣還原氧化銅的實驗裝置.，下列有關說法錯誤的是

A.藥品需平鋪在試管底部，使反應更加充分

B.試管口需略向下傾斜，防止冷凝水倒流引起試管破裂

C.試管內藥品加熱前需先通氫氣排盡試管內空氣

D.反應結束后，先停止通氫氣、再撤去并熄滅酒精燈

【答案】D

【詳解】A、藥品需平鋪在試管底部，能增大反應物之間的接觸面積，使反應更加充分，

此選項正確；

B、試管口需略向下傾斜，可防止冷凝水倒流引起試管破裂，此選項正確；

C、試管內藥品加熱前需先通氫氣排盡試管內空氣，以防氫氣不純，加熱時發生爆炸，此選

項正確；

D、反應結束后，需先撤去酒精燈，停止加熱，等裝置冷卻至室溫，再停止通入氫氣，以

防止生成的銅被氧化為氧化銅，此選項錯誤。

故選Do

11.閱讀下面的科普材料，回答問題。

地球上的金屬資源廣泛存在于地殼和海洋中，陸地上存在各種各樣的金屬礦藏。部分常見

的金屬礦石：

礦

石

赤鐵礦孔雀石輝銅礦鋁土礦白鴇礦

名

稱

圖

'ft

樣?「二

主

要Cu2(OH)

Fe2O3Cu2sAI2O3CaWO4

成

2CO3

分

鋁是人們熟悉的金屬，其蘊藏量居金屬之首，應用廣泛，但在1886年以前，它的價格比黃

金還高，其原因是冶煉成本太高。FI前工業冶煉鋁的原理是；將鋁土礦提純后，在熔融狀

態下電解，生成鋁和氧氣3

形狀記憶合金是具有形狀記憶效應的合金，人造衛星和宇宙飛船上的天線是由鈦銀形狀記

憶合金制造的，它具有形狀記憶功能，可揉成一團放入衛星或宇宙飛船艙內，需要時可在

一定條件下恢復原來的拋物面形狀。

⑴根據材料可知，工業上可以用（填礦石名稱）來冶煉金屬鴇。

（2）根據材料可知，合金可用來制造衛星或宇宙飛船的天線。

⑶寫出一條保護金屬資源的有效途徑：o

【答案】（1）白案礦

⑵鈦銀形狀記憶

⑶廢舊金屬的回收利用（合理即可）

【解析】（1）

根據質量守恒定律反應前后元素種類不變，要冶煉金屬銬就需要含有鈣元素的礦石，根據

材料可知，工業上可以用白鴿礦來冶煉金屬鴇，故填：白鋁礦；

(2)

根據資料，形狀記憶合金是具有形狀記憶效應的合金，人造衛星和宇宙飛船上的天線是由

鈦銀形狀記憶合金制造的，它具有形狀記憶功能，可揉成一團放入衛星或宇宙飛船艙內，

需要時可在一定條件下恢復原來的拋物面形狀。故填：鈦鍥形狀記憶；

(3)

保護金屬資源的途徑有：①防止金屬銹蝕；②廢舊金屬的【可收利用；③合理開采礦物；

④尋找金屬代用品等；故填：廢舊金屬的回收利用(合理即可)。

12.我國是用電大國，高壓輸電可以滿足大規模遠距離高效率電力輸送要求。根據所學知

識回答下列問題：

⑴常溫下一些金屬的物理性質數據如表，據此可知高壓輸電線最好選用金屬(填字

母)。

金屬ABCD

導電性(以100為標準)9981177.9

密度/(g/cm3)8.922.707.8611.3

熔點周10836601535327

硬度(以10為標準)32.751.5

(2)高壓輸電電線一般選用鋼芯鋁絞線，鋼是鐵合金的一種，寫出高溫治煉磁鐵礦的化學方

程式O

⑶為了進一步探究電線中兩種金屬的金屬活動性順序，小組同學做了如下實驗：在

Fe(NO3)2和AgNCh的混合溶液中，加入一定量鎂粉和鋁粉的混合物，充分反應后過濾，得

到濾渣和濾液。下列說法中正確的是(填序號)。

a.若濾液為淺綠色,則濾渣中可能有鋁

b.濾液中一定有Mg(NC)3)2,濾渣中一定有銀

c.若取少量謔液，加入KCI溶液，無明顯現象，則濾渣中一定有鐵

d.若取少量濾渣，加入稀鹽酸，產生氣泡，則濾渣的組成有三種情況

【答案】⑴B

高溫

(2)4CO+Fe3O43Fe+4CO2

⑶bd##db

【解析】⑴

選擇高壓輸電線的材料應該考慮導電性、密度等方面的情況，據此可知高壓輸電線最好選

用金屬B,不選擇A,是因為A的密度較大，不容易架設；

⑵

磁鐵礦的主要成分是四氧化三鐵，?氧化碳與四氧化三鐵在高溫條件下反應生成鐵和二氧

化碳，該反應化學方程式：4CO+Fe5O4=3Fe4-4CO2；

⑶

金屬活動性Mg>AI>Fe>Ag,在Fe(NO3)2和AgNCh的混合溶液中，加入一定量鎂粉和鋁粉

的混合物，鎂先和硝酸銀、硝酸亞鐵反應，鋁后和硝酸銀、硝酸亞鐵反應；

a.若濾液為淺綠色，說明硝酸亞鐵沒有反應或部分反應，說明鎂、鋁不足，則濾渣中不可

能有鋁，說法不正確；

b.濾液中一定有鎂和硝酸銀反應生成的Mg(NO3)2,濾渣中一定有鎂和硝酸銀反應生成

的銀，說法正確：

c.若取少最濾液，加入KCI溶液，無明顯現象，說明硝酸銀完全反應，不能說明硝酸亞鐵

的反應情況，則濾渣中不一定有鐵，說法不正確；

d.若取少量濾渣，加入稀鹽酸，產生氣泡，說明濾渣中可能含有鐵、鋁、鎂等物質，則濾

渣的組成有三種情況：銀、鐵；銀、鐵、鋁；銀、鐵、鋁、鎂，說法正確：

答案：bd。

13.碳及其化合物的用途及其廣泛。

⑴碳可以冶煉金屬。寫出碳與氧化銅反應的化學方程式。

⑵金剛石和石墨化學性質相同的原因。寫出金剛石的一條物理性質O利用

石墨的導電性，石墨可用于制作。

(3)C6o中，碳元素的存在形態是,每個分子由個碳原子構成。

⑷T業制取碳酸鈣的過程如下所示。

①氧化鈣的俗稱是，，

②步驟II中反應(選填"放出"或"吸收")熱量。

③某石灰石樣品的質量為1000g，每一步反應均完全進行，最終得到的碳酸鈣為800g,

該樣品中碳酸鈣的含量%。

(5)化學家在1776年測得，室溫下1L水中大約能溶解1L二氧化碳。按下圖進行實驗，最終

排入量筒內的液體約為mLo

300mLeO：

高溫個

【答案】(l)C+2CuO=_2CU+CO2t

⑵它們都是由碳元素組成的單質硬度大電極

(3)游離態60

⑷生石灰放出80

(5)100

【解析】(1)

高滬

碳和氧化銅在高溫條件下生成銅和二氧化碳，其方程式為C+2CuO、2Cu+CO?

(2)

金剛石和石墨的化學式為C,它們都是由碳元素組成的當質，故它們的化學性質相同；

金剛石硬度大，折光性好，在生活中可用于切割玻璃和制作鉆石飾品，故其物理性質可填

硬度大；石墨具有導電性，可用作電極或者電刷。

⑶

Q)是一種碳原子簇，它是由60個原子構成碳單質，單質中的元素的形式形態為游離態，

化合物中元素的存在形態為化合態。

C6。化學式的下標為60,化學式中下標表示是一個分子所含原子個數，故一個C6。分子含60

個碳原子。

(4)

氧化鈣俗稱牛.石灰，碳酸鈣俗稱石灰石或大理石，氫氧化鈣俗稱熟石灰或消石灰；

氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣，放出人量的熱，利用這一性質，氧化眄廣泛用于生活中的

自熱火鍋的加熱包；

根據元素守恒，最終所得碳酸鈣的質量就等于樣品中碳酸鈣的質量，故樣品中碳酸鈣的質

量分數為：能4°0%=80%。

(5)

由題干可知，二氧化碳的在水中的溶解度為1：L故200mL的水能溶200mL的二氧化

碳，故會剩余100mL的二乳化碳，100mL的二氧化碳會排出100mL的液體，故最終排入量

筒內的液體約為100mL。

14.探究鐵生銹的條件

取4枚去油去銹的潔凈鐵釘，分別裝入下表的試管中，進行實驗:

（1）通過上述實驗可知，溫度越高鐵釘生銹速率越（填“慢〃或"快〃）；在

（填"酸性"、"堿性”或“中性〃）環境中鐵釘生銹速率較快。

（2）金屬銹蝕造成的損失巨大，對金屬銹蝕的控制尤為重要，下列對金屬的防護措施合理

的是（填序號）。

a齒輪表面涂油b將鋼材深埋保存c將鋼刀浸泡在水中d車圈鍍銘

【答案】快酸性ad

【詳解】（1）通過上述實臉可知，溫度越高鐵釘生銹速率越快；在酸性環境中鐵釘生銹速

率較快，是通過控制變量法比較5支試管的現象，得出的結論；故答案為快；酸性；

（2）a、齒輪表面涂油能保護金屬不銹蝕；

b、將鋼材深埋保存不是防銹的措施；

c、將鋼刀浸泡在鹽水中會加速鐵的銹蝕；

d、車圈鍍鋁能保護金屬不銹蝕。

故填：ado

15.一氧化碳不僅可作燃料，還可用于冶煉金屬。如圖是實驗室利用CO還原氧化鐵的裝

置，回答以下問題。

（1）寫出A裝置中發生反應的化學方程式

(2)在點燃酒精噴燈前.，要先通CO一至二分鐘，原因是什么：。

⑶B處酒精燈的作用是什么：。

【答案】⑴

高溫

3C0+Fe2O.^2Fe+3CO2

(2)排凈裝置內的空氣，以免加熱發生爆炸

⑶處理尾氣CO,防止污染空氣

【解析］⑴

在高溫條件下一氧化碳與氧化鐵反應生成了鐵和二氧化碳，化學方程式為：

高溫

3co+Fefi.=2Fe+3CO2。

(2)

一氧化碳具有可燃性，和空氣的混合氣點燃可能發生爆炸，所以在點燃酒精噴燈前，要先

通C0一至二分鐘，原因是排凈裝置內的空氣，以免發生爆炸。

⑶

B處酒精燈主要是用于處理尾氣C0,防止污染空氣。

16.不銹鋼是鐵的合金，生活中常見的不銹鋼多以添加了某種其他金屬達到防銹的目的，

但是它的主要成分畢竟還是金屬鐵，在適宜的條件下還是會生銹的。某興趣小組的同學對

鐵生銹的影響因素進行了探究。

實驗1：探究鐵生銹的條件

【進行實驗】

如圖1所示，取三根潔凈無銹的鐵釘，分別放置在三個不同環境中，一周后觀察鐵釘生銹

情況并記錄如下。

標

記導管

液

始

初

內

置

棉花及位

面

二-植物油干燥劑/

鐵釘煮沸后迅

速冷卻網鐵釘鐵釘

蒸儲水-水

BC

圖1圖2

實驗ABC

現象在液面附近，鐵燈生銹嚴重鐵釘無明顯變化鐵釘無明顯變化

【解釋與結論】

⑴對比實驗(填序號)，可以得出鐵生銹與水有關。

(2)由上述實驗可知，鐵生銹的條件是,鐵銹屬于(填“混合物”、"純凈

物”)，為什么鐵銹要即時除去的原因c

實驗2：生活中不銹鋼刀具經常用來切含鹽的食物，于是小組同學想繼續探究食鹽

(NaCI)溶液的濃度對鐵生銹速率的影響。

【進行實驗】

室溫卜，取大小、形狀相同的光亮鐵絲，用如圖2裝置完成實驗并記錄如表。

放置不同時間，導管內液面上升高度

實驗編燒瓶內液體［用于浸潤鐵絲)用

(cm)

號量

1小時2小時3小時

①2.0mL蒸播水0.10.73.2

1.5mL蒸儲水+0.5mL10%NaCI溶

②0.31.55.0

液

③1.0mL蒸儲水+amL10%NaCI溶液0.83.37.9

0.5mL蒸儲水+1.5mL10%NaCI溶

④1.14.79.1

液

⑤2mLi0%NaCI溶液000

【解釋與結論】

⑶導管內液面上升的原因是。

(4)a=o

⑸依據實驗①?④，可以得出的結論是

【反思與評價】

⑹小組同學重復實驗⑤，得到以下數據：

放置不同時間，導管內液面上升高度(cm)

燒瓶內液體(用于浸潤鐵絲)用量

1小時2小時3小時

2mL10%NaCI溶液1.45.710.0

則原實驗⑤失敗的可能原因是O

⑺綜合上述實驗結果，鐵制品的防護需盡量避免與水、氧氣、接觸。

【答案】⑴AC##CA

(2)同時與氧氣和水接觸混合物鐵銹疏松多孔，易吸收空氣中的水和氧氣，如果不

及時除去加快生銹速率

⑶鐵生銹消耗氧氣，導致瓶內氣壓降低，小于外界氣壓，水在外氣壓作用下被壓入導管中

(4)1.0

(5)在其他條件相同時，隨著NaCI溶液濃度的增加，鐵生銹速率加快

⑹裝置漏氣

⑺NaCI##氯化鈉

【解析】(1)

A中鐵釘與水接觸，生銹，C中鐵釘與水隔絕，不生銹，對比A、C可知，鐵生銹與水有

關：

(2)

對比A、C可知，鐵生銹需要水，對比A、B可知，A中鐵釘與氧氣接觸，生銹，B中鐵釘

與氧氣隔絕，不生銹，說明鐵生銹需要氧氣，因此鐵生銹的條件是與水和氧氣同時接觸。

鐵銹主要成分是氧化鐵，屬于混合物：鐵銹要即時除去的原因是鐵銹疏松多孔，易吸收空

氣中的水和氧氣，如果不及時除去加快生銹速率；

(3)

鐵生銹消耗氧氣，導致瓶內氣壓降低，小于外界氣壓，水在外氣壓作用下被壓入導管中，

導管內液面上升；

(4)

有各組實驗可知，液體的總體積均為2mL,為了進行對比，則1.0mL+amL=2mL,則

a=1.0；

(5)

實驗①?④中所得氯化鈉溶液的濃度依次增大，在相同時間內導管內液面上升高度也依

次變大，由實驗①?④，可以得出的結論是在其他條件相同時，隨著氯化鈉溶液濃度的

增加，鐵生銹速率加快；

(6)

小組同學重復實驗⑤，根據數據，其中的鐵會生銹，實驗中導管中液面沒有上升，可能原

因是裝置漏氣：

(7)

根據實驗①?④的實驗結論可知，鐵制品的防護需盡量避免與水、氧氣、NaCI接觸。

17.2020年11月10日，中國“奮斗者”號載人潛水器在馬里亞納海溝成功坐底，該潛水器

載人艙球殼使用了金屬鈦⑴）。某工廠用120t鈦鐵礦（主要成分為鈦酸亞鐵FeTiO"、124.25t

的氯氣和足量的焦炭為原料冶煉鈦，反應原理如下：

①2FeTiO,+6C+7ch=6CO+2TiCl4+2FeCl3

高溫

（2）TiCl4+2Mg2Mge12+Ti

已知FeTiCh的相對分子質量為152,假設雜質不參與反應，且每一步反應均恰好完全反

應。試計算：

⑴鈦酸亞鐵（FeTQ）中Ti、0元素的質量比為。

⑵完全反應生成的金屬鈦的質量。

⑶該120t鈦鐵礦中FeTQ的質量分數（計算結果精確到0.1%）?

【答案】⑴1:1

⑵設生成的Ti04的質量為X,生成的Ti的質量為y

高溫

2FeTR+6C+7C1,=6CO+2TiCl4+2FeCl3

497380

124.25tX

497_124.251

380-A-

解得x=95t

IWI溫

TiCl4+2M