Question

16．化學(xué)是一門研究物質(zhì)的科學(xué)，我們一般從物質(zhì)的存在、性質(zhì)、制備、用途等方面研究一種物質(zhì)或一類物質(zhì)．以金屬鐵為例．請你參與其中回答相關(guān)問題：
（1）認(rèn)識鐵元素的存在：
如圖是元素周期表中鐵元素的有關(guān)信息和鐵原子的結(jié)構(gòu)示意圖，下列有關(guān)說法正確的是CD．
A．鐵元素是地殼中含量最多的金屬元素
B．鐵原子的相對原子質(zhì)量為56，中子數(shù)為26
C．鐵離子的符號是Fe³⁺
D．鐵原子的核外有4個電子層，最外層2個電子
（2）探究金屬鐵的性質(zhì)：

①圖1甲反應(yīng)的生成物是某礦物的主要成分，該礦物的名稱是磁鐵礦，丙中反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
②圖1乙的反應(yīng)通常不用作實(shí)驗(yàn)室制取氫氣，原因是反應(yīng)的速率較慢；
③依據(jù)圖1所做實(shí)驗(yàn)完成金屬鐵的性質(zhì)網(wǎng)絡(luò)如圖2，其中A屬于鹽（填物質(zhì)類別）．
（3）認(rèn)識金屬鐵的制備：
工業(yè)上常采用還原劑一氧化碳冶鐵如圖所示裝置可模擬工業(yè)煉鐵的實(shí)驗(yàn)，并檢驗(yàn)該反應(yīng)生成的氣體產(chǎn)物．已知由A裝置制取的CO氣體混有少量的CO₂．

①CO與氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
②氣體通過裝置的順序是A→C→D→B（裝置不能重復(fù)使用）；
③從環(huán)保角度考慮，對以上裝置的改進(jìn)措施是在B裝置后增加尾氣處理裝置．
（4）認(rèn)識鐵的用途：
     食品雙吸劑的主要成分為活性鐵粉，可以延長食品保質(zhì)期，其原理是鐵可以與空氣中的氧氣和水反應(yīng)生成了鐵銹；此外，鐵的合金在生產(chǎn)生活中也有著廣泛的應(yīng)用，請你列舉一應(yīng)用實(shí)例不銹鋼用于醫(yī)療器械等．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)原子結(jié)構(gòu)示意圖和元素周期表中一個格的含義分析判斷；
（2）觀察試驗(yàn)圖示，分析鐵的性質(zhì)，完成鐵的性質(zhì)網(wǎng)絡(luò)圖；
（3）根據(jù)已有的一氧化碳還原氧化鐵、以及實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)、一氧化碳是有毒的氣體進(jìn)行分析解答即可．
（4）根據(jù)鐵生銹的條件和鐵合金的應(yīng)用分析．

解答 解：（1）A．鋁元素是地殼中含量最多的金屬元素，故A錯誤；
B．鐵原子的相對原子質(zhì)量為55.85，中子數(shù)不能確定，故B錯誤；
C．鐵離子的符號是Fe³⁺，故C正確；
D．鐵原子的核外有4個電子層，最外層2個電子，故D正確；
（2）①圖1甲是鐵在氧氣中燃燒，生成了四氧化三鐵，四氧化三鐵是磁鐵礦的主要成分，丙中鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
②圖1乙的反應(yīng)是鐵與稀硫酸的反應(yīng)，通常不用作實(shí)驗(yàn)室制取氫氣，原因是反應(yīng)的速率較慢；
③依據(jù)圖1所做實(shí)驗(yàn)完成金屬鐵的性質(zhì)網(wǎng)絡(luò)圖，鐵能與某些鹽反應(yīng)，其中A屬于鹽．
（3）①CO與Fe₂O₃在高溫時(shí)反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，其化學(xué)方程式為Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
②要檢驗(yàn)生成二氧化碳，需要先將一氧化碳中混有的二氧化碳除去，可以先通過氫氧化鈉溶液，檢驗(yàn)二氧化碳使用的是澄清的石灰水，所以，氣體通過裝置的順序是A→C→D→B；
③從環(huán)保角度考慮，需要對一氧化碳進(jìn)行尾氣處理，所以改進(jìn)的措施是：在B裝置后增加尾氣處理裝置．
（4）食品雙吸劑的主要成分為活性鐵粉，可以延長食品保質(zhì)期，其原理是鐵可以與空氣中的氧氣和水反應(yīng)生成了鐵銹；此外，鐵的合金在生產(chǎn)生活中也有著廣泛的應(yīng)用，例如：不銹鋼用于醫(yī)療器械等．
故答為：（1）CD；（2）①磁鐵礦，F(xiàn)e+CuSO₄═FeSO₄+Cu；②反應(yīng)速率太慢；③鹽；（3）①Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；②C→D→B；③在B裝置后增加尾氣處理裝置；（4）鐵可以與空氣中的氧氣和水反應(yīng)生成了鐵銹，不銹鋼用于醫(yī)療器械等．

點(diǎn)評 本題較為全面的考查了鐵是的知識，鐵是一種應(yīng)用最為廣泛的金屬，應(yīng)加強(qiáng)鐵的知識的歸納和學(xué)習(xí)．