题目内容
【题目】金属是现代生活和工业生产中应用极为普遍的一类材料。
(一)已知在相同的条件下,金属的活动性越强,金属和酸反应产生气泡(氢气)的速度就越快。Al、Cu、Fe三种金属在稀盐酸里的反应现象如图1所示。
(1)图1中Y所代表的金属是_____(填“Cu”或“Fe”);
(2)Al、Cu、Fe三种金属的活动性由强到弱的顺序为_____;
(3)铝是一种活泼金属,但常温下铝却有较强的抗腐蚀性,其原因是_____;(用方程式表示化学原理)
(二)防止金属腐蚀,特别是钢铁的锈蚀是世界科学研究和技术领域中的重大问题。铁生锈的条件为铁与_____、_____ 同时接触,_____(举一例物质)可加速铁的锈蚀。为了防止铁制品生锈,应采取的措施是_____(写出一种)。
(查阅资料)铁锈成分复杂,化学式可简单表示为Fe2O3nH2O.浓硫酸可以吸水,碱石灰可以吸收水和二氧化碳。
(提出问题)铁锈(Fe2O3nH2O)中n的值等于多少呢?
(问题探究)小明发现实验室中有一保管不善的铁粉,大部分已经结块成红褐色,为了探究铁锈(Fe2O3nH2O)的组成,称取27.0g这种铁粉样品,按如图2所示装置进行实验。
(4)实验前应先______。
(5)为了保证实验安全,实验开始时应先_____,目的是_____。
(6)A中的现象是_____,请指出该装置中有一处明显不足_____。
(数据处理)图3是加热时间和A中固体质量关系图象,下表是B、C中质量不再变化时B中浓硫酸、C中碱石灰装置质量变化情况。
反应前(g) | 反应后(g) | |
B | 100 | 105.4 |
C | 150 | 163.2 |
(7)写出T3﹣T4时间段发生反应的化学方程式________。
(8)计算原样品中单质铁的质量分数是______。(计算结果保留1位小数)
(9)n的值是_____。
【答案】Cu Al、Fe 、Cu 4Al+3O2═2Al2O3 O2 H2O NaCl等(合理即可) 涂油、镀金属等(合理即可) 检验装置气密性 通一氧化碳 排尽空气,防止爆炸 红色固体变黑色 缺少尾气处理装置 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 20.7% 3
【解析】
(一)(1)图1中Y所代表的金属是Cu,这是因为铜最不活泼,不能和盐酸反应;
(2)铝和盐酸反应比铁和盐酸反应更剧烈,因此铝比铁活泼,Al、Cu、Fe三种金属的活动性由强到弱的顺序为Al、Fe、Cu;
(3)铝是一种活泼金属,但常温下铝却有较强的抗腐蚀性,其原因是通常情况下铝能和氧气反应生成氧化铝保护膜,反应的化学方程式为:4Al+3O2═2Al2O3;
(二)铁生锈的条件为铁与水、氧气同时接触,食盐水可加速铁的锈蚀;为了防止铁制品生锈,应采取的措施是涂漆、镀一层金属、制成合金等;
(4)实验前应先检查装置气密性;
(5)为了保证实验安全,实验开始时应先通入一会儿一氧化碳,目的是排出装置中的空气,防止发生爆炸;
(6)A中氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳,的现象是红褐色固体变黑色;该装置中有一处明显不足,没有处理尾气,一氧化碳扩散到空气中污染环境
(7)T3-T4时间段,高温条件下氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳,发生反应的化学方程式为:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2;
(8)由表中数据可知,反应生成水的质量是5.4g,生成二氧化碳质量是13.2g,
设氧化铁质量为x,
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
160 132
x 13.2g
x=16g,
根据题意有:=
,n=3;
(9)原样品中单质铁的质量分数是:×100%=20.7%。
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