Question

【題目】金屬是現(xiàn)代生活和工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用極為普遍的一類材料。

（一）已知在相同的條件下，金屬的活動(dòng)性越強(qiáng)，金屬和酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡（氫氣）的速度就越快。Al、Cu、Fe三種金屬在稀鹽酸里的反應(yīng)現(xiàn)象如圖1所示。

（1）圖1中Y所代表的金屬是_____（填“Cu”或“Fe”）；

（2）Al、Cu、Fe三種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?/span>_____；

（3）鋁是一種活潑金屬，但常溫下鋁卻有較強(qiáng)的抗腐蝕性，其原因是_____；（用方程式表示化學(xué)原理）

（二）防止金屬腐蝕，特別是鋼鐵的銹蝕是世界科學(xué)研究和技術(shù)領(lǐng)域中的重大問題。鐵生銹的條件為鐵與_____、_____ 同時(shí)接觸，_____（舉一例物質(zhì)）可加速鐵的銹蝕。為了防止鐵制品生銹，應(yīng)采取的措施是_____（寫出一種）。

（查閱資料）鐵銹成分復(fù)雜，化學(xué)式可簡單表示為Fe2O3nH2O．濃硫酸可以吸水，堿石灰可以吸收水和二氧化碳。

（提出問題）鐵銹（Fe2O3nH2O）中n的值等于多少呢？

（問題探究）小明發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室中有一保管不善的鐵粉，大部分已經(jīng)結(jié)塊成紅褐色，為了探究鐵銹（Fe2O3nH2O）的組成，稱取27.0g這種鐵粉樣品，按如圖2所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（4）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先______。

（5）為了保證實(shí)驗(yàn)安全，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先_____，目的是_____。

（6）A中的現(xiàn)象是_____，請(qǐng)指出該裝置中有一處明顯不足_____。

（數(shù)據(jù)處理）圖3是加熱時(shí)間和A中固體質(zhì)量關(guān)系圖象，下表是B、C中質(zhì)量不再變化時(shí)B中濃硫酸、C中堿石灰裝置質(zhì)量變化情況。

	反應(yīng)前（g）	反應(yīng)后（g）
B	100	105.4
C	150	163.2

（7）寫出T3﹣T4時(shí)間段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________。

（8）計(jì)算原樣品中單質(zhì)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是______。（計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù)）

（9）n的值是_____。

Answer 1

【答案】Cu Al、Fe 、Cu 4Al+3O2═2Al2O3 O2 H2O NaCl等（合理即可） 涂油、鍍金屬等（合理即可） 檢驗(yàn)裝置氣密性 通一氧化碳 排盡空氣，防止爆炸 紅色固體變黑色 缺少尾氣處理裝置 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 20.7% 3

【解析】

（一）（1）圖1中Y所代表的金屬是Cu，這是因?yàn)殂~最不活潑，不能和鹽酸反應(yīng)；

（2）鋁和鹽酸反應(yīng)比鐵和鹽酸反應(yīng)更劇烈，因此鋁比鐵活潑，Al、Cu、Fe三種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?/span>Al、Fe、Cu；

（3）鋁是一種活潑金屬，但常溫下鋁卻有較強(qiáng)的抗腐蝕性，其原因是通常情況下鋁能和氧氣反應(yīng)生成氧化鋁保護(hù)膜，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4Al+3O2═2Al2O3；

（二）鐵生銹的條件為鐵與水、氧氣同時(shí)接觸，食鹽水可加速鐵的銹蝕；為了防止鐵制品生銹，應(yīng)采取的措施是涂漆、鍍一層金屬、制成合金等；

（4）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先檢查裝置氣密性；

（5）為了保證實(shí)驗(yàn)安全，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先通入一會(huì)兒一氧化碳，目的是排出裝置中的空氣，防止發(fā)生爆炸；

（6）A中氧化鐵和一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，的現(xiàn)象是紅褐色固體變黑色；該裝置中有一處明顯不足，沒有處理尾氣，一氧化碳擴(kuò)散到空氣中污染環(huán)境

（7）T3-T4時(shí)間段，高溫條件下氧化鐵和一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；

（8）由表中數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)生成水的質(zhì)量是5.4g，生成二氧化碳質(zhì)量是13.2g，

設(shè)氧化鐵質(zhì)量為x，

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

160 132

x 13.2g

x=16g，

根據(jù)題意有：=，n=3；

（9）原樣品中單質(zhì)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：×100%=20.7%。