Question

7．金屬材料在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用非常廣泛．
（1）鐵制品銹蝕的過程，實(shí)際上是鐵與空氣中的水、氧氣等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程．寫出防止鐵制品銹蝕的一種方法：在鐵制品表面涂油．
（2）若鐵礦石選用赤鐵礦，表示煉鐵原理的化學(xué)方程式為3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
用1000t含鐵56%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵90%的生鐵的質(zhì)量是B（選填序號(hào)）．
A．560tB．622.2tC．435.6tD．392t
（3）實(shí)驗(yàn)室有鋅片、鐵片、銅片、稀硫酸、硫酸鋅溶液、硫酸亞鐵溶液和硫酸銅溶液7種物質(zhì)，小紅選擇合適的物質(zhì)，設(shè)計(jì)了以下三種方法對(duì)鋅、鐵、銅的金屬活動(dòng)性順序進(jìn)行驗(yàn)證．
①方法一所選用的3種物質(zhì)是鐵片、硫酸鋅溶液和硫酸銅溶液．
②方法二所選用的3種物質(zhì)是鋅片、銅片和硫酸亞鐵溶液．
③方法三所選用的4種物質(zhì)是芯片、鐵片、銅片和稀硫酸，能驗(yàn)證鋅、鐵、銅的金屬活動(dòng)性順序的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是銅與稀硫酸不反應(yīng)，鋅、鐵均能與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體，且鋅的反應(yīng)比鐵劇烈．
④將27g鋁粉、56g鐵粉分別與等量的同種稀硫酸充分反應(yīng)，生成氫氣的質(zhì)量（m）與反應(yīng)時(shí)間（t）的關(guān)系如圖1所示，下列敘述與該曲線圖相符的是BD（選填序號(hào)）．
A．①表示鐵粉與稀硫酸反應(yīng)的情況
B．反應(yīng)結(jié)束，硫酸、鐵均完全反應(yīng)，鋁有剩余
C．反應(yīng)結(jié)束，鋁、鐵均完全反應(yīng)，硫酸有剩余
D．反應(yīng)結(jié)束，硫酸完全反應(yīng)，鋁、鐵均有剩余
（5）某興趣小組的同學(xué)從實(shí)驗(yàn)室收集到一桶含有FeSO₄、CuSO₄的廢液，他們想從中回收金屬銅和硫酸亞鐵晶體，設(shè)計(jì)了如圖的實(shí)驗(yàn)方案，結(jié)合實(shí)驗(yàn)方案回答下列問題：

（1）步驟①中，金屬X是Fe，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu．
（2）步驟②中，加入過量稀硫酸的目的是使鐵完全反應(yīng)，除去銅中的鐵，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（3）從濾液中獲得硫酸亞鐵晶體采用的方法是加入過量的鐵粉，再過濾，將濾液進(jìn)行蒸發(fā)可獲得硫酸亞鐵晶體．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)已有的知識(shí)進(jìn)行分析，鐵在與水和氧氣并存時(shí)易生銹；
（2）根據(jù)鐵的冶煉原理以及質(zhì)量守恒定律來分析；
（3）根據(jù)金屬活動(dòng)性順序及其應(yīng)用來分析；
（4）根據(jù)一定質(zhì)量的鋁與鐵完全反應(yīng)放出氫氣的質(zhì)量及兩金屬的活動(dòng)性，完成對(duì)問題的判斷，金屬鋁的活動(dòng)性比鐵強(qiáng)，與酸反應(yīng)放出氫氣的速率大于鐵，可以據(jù)此結(jié)合鋁、鐵與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式進(jìn)行分析并完成解答；
（5）①由于目的是獲得銅單質(zhì)和硫酸亞鐵，所以需要將銅離子轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)，而溶液中需要的是硫酸亞鐵而不能引入新的雜質(zhì)，所以加入的能夠?qū)�銅離子轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)的只能是單質(zhì)鐵；
②由于加入的鐵是過量的，加入過量稀硫酸的目的是除去銅中的鐵；
③蒸發(fā)從溶液中獲得晶體常采用的方法．

解答 解：（1）鐵在有水和氧氣同時(shí)存在時(shí)易生銹，可以在鐵制品表面涂油以防銹，故填：水、氧氣，在鐵制品表面涂油；
（2）一氧化碳能與氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，含鐵56%的鐵礦石中鐵的質(zhì)量為：1000t×56%=560t，所以生鐵的質(zhì)量為560t÷90%=622.2t，故填：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，B；
（3）①可以選用的另外一種藥品是鐵片，鐵不與硫酸鋅溶液反應(yīng)，說明鋅在鐵的前面，鐵能與硫酸銅溶液反應(yīng)，說明鐵在銅的前面，故填：鐵片；
 ②可以選用的另外一種藥品是硫酸亞鐵溶液，鋅能與硫酸亞鐵反應(yīng)，說明鋅在鐵的前面，銅不與硫酸亞鐵反應(yīng)，說明鐵在銅的前面，故填：硫酸亞鐵溶液；
③將藥品混合后，銅與稀硫酸不反應(yīng)，鋅、鐵均能與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體，且鋅的反應(yīng)比鐵劇烈，故填：銅與稀硫酸不反應(yīng)，鋅、鐵均能與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體，且鋅的反應(yīng)比鐵劇烈；
（4）27g鋁粉全部反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量是3g，56g鐵粉全部反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量是2g，據(jù)圖可以看出，①的斜線比②陡，①的活動(dòng)性比②強(qiáng)，故①是鋁，②是鐵，27g鋁粉全部反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量是3g，56g鐵粉全部反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量是2g，最后所得的氫氣的質(zhì)量一樣，說明可能是稀硫酸全部反應(yīng)，金屬有剩余，也可能是硫酸、鐵均完全反應(yīng)，鋁有剩余，故填：BD；
（5）①由題意可知，由于需要將銅離子轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)，而溶液還必須為硫酸亞鐵，即不能引入新的雜質(zhì)，所以可以加入鐵將銅離子轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+CuSO₄=FeSO₄ +Cu；故填：鐵，F(xiàn)e+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
②步驟②中，加入過量稀硫酸的目的是：使鐵完全反應(yīng)，除去銅中的鐵，鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣；故填：使鐵完全反應(yīng)，除去銅中的鐵；Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
③由于濾液中含有稀硫酸，應(yīng)先加入過量的鐵粉，再過濾，將濾液進(jìn)行蒸發(fā)可獲得硫酸亞鐵晶體；故填：加入過量的鐵粉，再過濾，將濾液進(jìn)行蒸發(fā)可獲得硫酸亞鐵晶體．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了金屬的有關(guān)性質(zhì)，完成此題，可以依據(jù)已有的知識(shí)進(jìn)行．