Question

18．金屬是一種非常重要的資源，在生產、生活中有著廣泛的用途．
（1）人類每年從自然界提取大量的金屬，其中提供量最大的是鐵．請寫出用赤鐵礦（主要成分為Fe₂0₃）和一氧化碳煉鐵的化學方程式3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（2）如圖所示，在盛水的試管中放一根潔凈的鐵釘，用帶U形管的橡皮塞塞緊，U形管內水面處于同一高度，數天后觀察到U形管內的a側液面上升（填“上升”“下降”或“不變”），產生此現象的原因是鐵生銹消耗氧氣，試管內氣壓減小，在外界大氣壓作用下，a側液面上升．
（3）請你提出一條防止鋼鐵銹蝕的合理措施刷漆，涂油．
（4）在Cu（N0₃）₂、AgN0₃和Zn（N0₃）₂的混合溶液中，加入一定量的鐵粉，充分反應后過濾，洗滌，得到濾渣和濾液．
①若將得到的濾渣加入到稀硫酸中有氣泡產生，則反應后所得濾液中含有的金屬離子有Fe²⁺、Zn²⁺（寫符號）．
②若將得到的濾渣加入到稀硫酸中沒有氣泡產生，則其濾渣中一定有Ag；
③寫出一個上述反應中的化學方程式Fe+2AgNO₃=Fe（NO₃）₂+2Ag．
（5）小華取Cu-Zn．合金的粉末65g與足量的稀鹽酸反應，經測定產生了0.4g氣體，求該合金中銅的質量分數．

Answer 1

分析 （1）根據一氧化碳與氧化鐵反應原理書寫方程式進行解答；
（2）根據鐵生銹的條件是與氧氣和水接觸進行解答；
（3）據保護金屬資源的有效途徑回答；
（4）根據金屬活動性順序表及其應用分析，氫前的金屬能與酸反應生成氫氣，位置在前的金屬能將位于其后的金屬從其鹽溶液中置換出來進行解答；
（5）根據鋅和鹽酸反應生成氫氣，利用氫氣的質量求出鋅的質量，進而求出銅的質量以及該合金中銅的質量分數．

解答 解：（1）一氧化碳與赤鐵礦的主要成分氧化鐵反應的方程式是：3CO+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（2）鐵生銹消耗氧氣，導致試管內的壓強變小，在大氣壓的作用線，a側液面上升；故填：；
（3）防銹就是破壞鐵生銹的條件，可以再鐵的表面刷漆、涂油，或是改變鐵內部的結構；
（4）①在Cu（N0₃）₂、AgN0₃和Zn（N0₃）₂的混合溶液中，加入一定量的鐵粉充分反應后，過濾，洗滌，將濾渣放入鹽酸中有氣泡產生，說明濾渣中含有鐵，進一步說明溶液中的硝酸銅和硝酸銀已經完全反應，硝酸銅和鐵反應生成硝酸亞鐵和銅，硝酸銀和鐵反應生成硝酸亞鐵和銀，硝酸鋅不能和鐵反應，因此濾液中存在的金屬離子是Fe²⁺、Zn ²⁺．
②若將得到的濾渣加入到稀硫酸中沒有氣泡產生，說明濾渣中一定沒有鐵，鐵要先與硝酸銀反應生成銀和硝酸亞鐵，所以則其濾渣中一定有銀；
③硝酸銅和鐵反應生成硝酸亞鐵和銅，硝酸銀和鐵反應生成硝酸亞鐵和銀，反應的方程式分別為Fe+Cu（NO₃）₂=Fe（NO₃）₂+Cu、Fe+2AgNO₃=Fe（NO₃）₂+2Ag．
故答案為：（1）3CO+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（2）上升；鐵生銹消耗氧氣，試管內氣壓減小，在外界大氣壓作用下，a側液面上升；
（3）刷漆，涂油；
（4）①Fe²⁺、Zn ²⁺；
②Ag；
③Fe+2AgNO₃=Fe（NO₃）₂+2Ag；
（5）設鋅的質量為x．
Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑
65                       2
x                        0.4g
$\frac{65}{x}=\frac{2}{0.4g}$
x=13g
所以合金中銅的質量分數為$\frac{65g-13g}{65g}$×100%=80%
答：合金中銅的質量分數為80%．

點評 本題主要考查了煉鐵的反應原理、鐵生銹條件、金屬資源保護及對金屬活動性順序的實驗探究，培養了學生對知識的靈活應用，考查學生分析問題的能力．