Question

4．2010年上海世博會的場館建設使用了大量的金屬材料．
（1）請寫出一個工業(yè)上煉鐵的化學方程式3CO+Fe₂O₃$\frac{高溫}{\;}$2Fe+3CO₂．
（2）世博會的場館建設使用了大量的鋼材而不是純鐵，主要是因為鋼比純鐵更具有硬度大（或抗腐蝕性能強、機械加工性能好等）的優(yōu)良性能，產(chǎn)生這些不同性能的原因是鋼中含有微量的碳，與純鐵的組成不同．
（3）如圖是上海市利用廢舊金屬制作的城市雕塑，請寫出兩種防止這些雕塑腐蝕的方法噴油漆、涂油、保持干燥等．
（4）明明同學收集了三種修建世博會場館的金屬廢片，分別編號為X、Y、Z．明明把X、Y分別放入稀硫酸中，Y溶解并產(chǎn)生氫氣，X不反應；把X和Z分別放入硝酸銀溶液中，過一會兒，X表面有銀析出，而Z沒有變化．根據(jù)以上實驗事實，你認為X、Y、Z的金屬活動性順序為Y＞X＞Z．請寫出一個符合題意的X與硝酸銀反應的化學方程式Cu+2AgNO₃═Cu（NO₃）₂+2Ag．（X要用具體物質表示．）
（5）上海市某工廠利用廢鐵屑與廢硫酸反應來制取硫酸亞鐵．假設1t廢鐵屑（雜質不參加反應，下同）能與9.8t廢硫酸恰好反應，并得到10.78t固液剩余物．則該工廠所用廢硫酸的質量分數(shù)為多少？

Answer 1

分析 （1）工業(yè)上用一氧化碳還原氧化鐵煉鐵，主要是利用CO的還原性，在高溫下和氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，寫出反應的化學方程式即可；
（2）根據(jù)鋼的組成和性能來分析；
（3）依據(jù)腐蝕金屬的原因判斷防止被腐蝕的方法；
（4）根據(jù)金屬活動性順序及其運用，排在氫之前的金屬可與稀鹽酸或稀硫酸反應產(chǎn)生氫氣，排在前面的金屬（除鉀、鈣、鈉外）可將排在后面的金屬從其鹽溶液中置換出來．
（5）依據(jù)化學方程式的基本計算結合溶液中溶質質量分數(shù)的計算方法計算即可．

解答 解：（1）工業(yè)上用一氧化碳還原氧化鐵煉鐵，主要是利用CO的還原性，在高溫下和氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，反應的化學方程式為Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
故填：3CO+Fe₂O₃ $\frac{高溫}{\;}$2Fe+3CO₂ （答案合理均可）；
（2）由于鋼中含碳是鐵的合金，所以鋼的硬度比鐵要大；故填：硬度大（或抗腐蝕性能強、機械加工性能好等）；鋼中含有微量的碳，與純鐵的組成不同；
（3）金屬雕像的腐蝕一般來自于酸雨，所以可以采用給金屬涂油漆或在金屬表面電鍍上一層與酸不反應的金屬保護膜以防止金屬雕像被腐蝕；
故填：噴油漆、涂油、保持干燥等；
（4）根據(jù)金屬活動性順序及其運用，排在氫之前的金屬可與稀鹽酸或稀硫酸反應產(chǎn)生氫氣，X、Y分別放入稀硫酸中，Y溶液產(chǎn)生氫氣，X不反應，所以金屬活動性y＞x，排在前面的金屬（除鉀、鈣、鈉外）可將排在后面的金屬從其鹽溶液中置換出來，把X和Z分別放入硝酸銀溶液中，過一會兒，在X表面有銀析出，而Z沒有變化．所以金屬活動性y＞x，綜合可知三者的金屬活動性順序是y＞x＞z．由于銅的活動性排在氫后其活動性比銀強，所以X與硝酸銀反應的化學方程式為：Cu+2AgNO₃═Cu（NO₃）₂+2Ag．
故填：Y＞X＞Z；Cu+2AgNO₃═Cu（NO₃）₂+2Ag；
（5）（5分）
解：依題意，生成氫氣的質量為：1 t+9.8 t-10.78 t=0.02 t
設參加反應的純硫酸的質量為x
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
98               2
x              0.02t
$\frac{98}{2}$=$\frac{x}{0.02t}$    
x=0.98 t     
廢硫酸的質量分數(shù)為：$\frac{0.98t}{9.8t}$×100%=10%
答：該工廠所用廢硫酸的質量分數(shù)為10%．

點評 此題是對與金屬相關的知識的考查題，解題的關鍵是對相關基礎知識的理解與掌握，體現(xiàn)了基礎知識的重要性．