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文檔簡介
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
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