Question

2014年12月28日，鄭州地鐵1號線投入試運營，不但緩解了市內交通壓力，也改善了我市空氣質量。
I．地鐵站里氧氣含量的測定
地鐵站里氧氣的含量應與地面保持一致。現有一瓶從地鐵站里收集到的空氣樣品，康康利用如圖實驗裝置測定樣品中氧氣的含量。請指出測定時需要注意的事項。（至少3條）

Ⅱ，鐵的冶煉
地鐵的修建需要大量的鋼材。康康用下圖裝置模擬煉鐵的化學原理，請寫出反應的化學方程式：                                    。為了提高CO的利用率，你將怎樣改進此裝置？

Ⅲ．金屬材料在地鐵方面的應用 在地鐵修建過程中使用了大量的金屬材料
（1）地鐵入口處的雨篷骨架用鋁合金而不用純鐵的原因是         。
（2）鋼軌用錳鋼的原因是     。
（3）出口處的廣告架是金屬經焊接而成的，焊條的熔點     （填“＞”、“＝”或“＜”）組成焊條的純屬金屬的熔點。
Ⅳ．金屬的活動性
康康到工地了解了部分金屬材料的防銹問題。技術人員告訴他，采用鍍鋅鋼管做水管時，最好不要用銅質接頭。為了探究這三種金屬的活動性，康康把等表面積的鐵片和鋅片放入硫酸銅溶液中（如圖所示）。

請回答：
（4）如何判斷它們是否發生了化學反應？
（5）甲試管中反應前后溶液的質量（填“增重”、“不變”或“減輕”），乙試管中發生反應的化學方程式為                    。
（6）上述實驗不能夠完全證明三種金屬的活動性，需要補充的實驗操作是        。
Ⅴ．鄭州地鐵1號線每車次運送乘客約1800人，走同樣的路線，CNG公交車每車次消耗天然氣akg（以甲烷計算），每輛CNG公交車運送乘客以60名計。若乘CNG公交車的乘客均改乘地鐵1號線，則地鐵每運行一車次，可減少二氧化碳排放多少千克？ 

Answer 1

I．裝置氣密性好；紅磷要足量；點燃紅磷后立即塞緊瓶塞；彈簧夾夾緊橡膠管；紅磷熄滅并冷卻后再打開彈簧夾。（答出其中任意3條）（2分）   II．3CO+ Fe₂O₃^高溫2Fe + 3CO_2；將尾氣用軟管重新通入玻璃管中與氧化鐵反應（3分） Ⅲ．（1）鋁合金抗腐蝕能力強，且密度比較小 （2）錳鋼的硬度大、韌性好（3）＜（3分） Ⅳ．（4）觀察鋅片和鐵片表面是否有紫紅色固體析出（1分） （5）增重；Fe+CuSO₄=Cu+FeSO_4；（6）把鋅片放入硫酸亞鐵溶液中，觀察現象 （1分）Ⅴ．82.5a  kg

解析試題分析：I由實驗裝置可知測定時需要注意的問題是裝置氣密性好；紅磷要足量；點燃紅磷后立即塞緊瓶塞；Ⅱ用化學方程式表示煉鐵的原理是3CO+ Fe₂O₃^高溫2Fe + 3CO_2；，為了提高CO的利用率將尾氣用軟管重新通入玻璃管中與氧化鐵反應；Ⅲ．（1）（1）地鐵入口處的雨篷骨架用鋁合金而不用純鐵的原因是鋁合金抗腐蝕能力強，且密度比較小；（2）鋼軌用錳鋼的原因是錳鋼的硬度大、韌性好；根據合金的特點合金的熔點低于組成金屬的熔點，故（3）出口處的廣告架是金屬經焊接而成的，焊條的熔點<組成焊條的純屬金屬的熔點。Ⅳ．根據金屬活動性順序可知（4）觀察鋅片和鐵片表面是否有紫紅色固體析出判斷它們發生了化學反應；因為金屬鋅的相對原子質量為65，而銅的為64，故（5）甲試管中反應前后溶液的質量增重，乙試管中發生反應的化學方程式為Fe+CuSO₄=Cu+FeSO_4；因為沒有證明金屬鋅和鐵的活動性的強弱故（6）上述實驗不能夠完全證明三種金屬的活動性，需要補充的實驗操作是把鋅片放入硫酸亞鐵溶液中，觀察現象；
Ⅴ．解：設地鐵每運行一車次可減排二氧化碳的質量為x
CH₄ +2O₂CO₂ + 2H₂O
16           44
1800/ 60 a  kg         x  
1644 ＝ 1800/ 60 a kgx （1分）
x=82.5a  kg（1分）
考點：氧氣含量的測定、金屬材料的利用、金屬活動性的探究、根據化學方程式的計算