Question

应用广泛的金属
从楚王陵中出土的铁器中发现了迄今世界上最早的炒钢技术，说明中国早在公元前2世纪就掌握了炒钢技术．
炒钢是一种冶炼技术，冶炼时先将生铁加热到液态或半液态，然后靠鼓风或加进精矿粉，降低生铁的含碳量，使其成钢．由于在冶炼中要不断搅拌，好象炒菜一样，因而得名．
（1）生铁的含碳量比钢的含碳量______（填“高”或“低”），炼得的钢是______（填“纯净物”或“混合物”）．
（2）将生铁加热到液态或半液态并不断搅拌的原因是什么？______．
（3）向液态生铁中鼓风（通入空气）发生反应的化学方程式______；向液态生铁中加进精矿粉（以赤铁矿为例）发生反应的化学方程式为______．
（4）波尔多液是果树生产上经常使用的一种农药，它是用胆矾、生石灰和水混合制得的，在配制波尔多液时不能用铁制容器配制，原因是（用化学方程式表示）______；物质之所以发生化学反应，从微观的角度看，是因为反应物的微粒间在一定条件下发生有效的相互作用，使微粒的结构发生改变，生成了新的物质．在上述反应中实际参加反应的微粒是（写出微粒的符号，下同）______，产生的新微粒是______．
（5）每年世界上钢铁的产量很高，但钢铁的锈蚀也给人类带来了巨大的损失．铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟______、______等物质相互作用的结果，其实质是______反应．工人师傅在焊接钢铁制品时，通常先用稀盐酸清洗钢铁制品，原因是（用化学方程表示）：______；而放置在空气中的铝制品却不易被腐蚀，原因是（用化学方程式示）：______．

Answer 1

解；（1）根据铁中含有的碳的质量分数的大小，把铁的合金分为生铁和钢；含碳量在2%～4.3%之间的属于生铁，含碳量在0.03%～2%之间的属于钢．所以生铁的含碳量比钢的含碳量高，钢是混合物；
（2）将生铁加热到液态或半液态并不断搅拌可以增加反应物的接触面积，加快反应的进行；
（3）向液态生铁中鼓风是用氧气将生铁中多余的碳氧化而除去．反应物是碳和氧气，生成物是二氧化碳，所以方程式是：C+O₂CO₂；加进精矿粉（赤铁矿）是用精矿粉把生铁中多余的碳氧化而除去，反应物是碳和氧化铁，生成物是铁和二氧化碳，用观察法配平，所以方程式是：3C+2Fe₂O₃4Fe+3CO₂↑．
（4）反应物是铁和硫酸铜写在等号的左边，生成物是铜和硫酸亚铁写在等号的右边，所以方程式是：Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄；铁与硫酸铜反应的实质是铁与铜离子反应生成铜和亚铁离子；
（5）铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的氧气、水蒸气等物质相互作用的结果，实质是发生了化合反应，盐酸能与钢铁制品表面的铁锈（主要成分氧化铁）反应生成氯化铁和水，用观察法配平，反应的化学方程式为Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O；铝的活动性比铁强，但铝在空气中却表现出良好的抗腐蚀性，是因为铝容易与空气中的氧气发生反应，会生成一层致密的氧化铝膜覆盖在铝的表面，阻止反应的进行，所以具有良好的抗腐蚀性．反应物是铝和氧气反应生成氧化铝，用最小公倍数法配平，所以方程式是：4Al+3O₂═2Al₂O₃；
故答案为：（1）高；混合物；（2）增加反应物的接触面积，加快反应；（3）C+O₂CO₂；3C+2Fe₂O₃4Fe+3CO₂↑；（4）Fe和Cu²⁺；Cu和Fe²⁺；（5）Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O；4Al+3O₂=2Al₂O₃．
分析：（1）生铁和钢的主要成分是铁，其中含有碳等物质．生铁中含碳量较高；（2）将生铁加热到液态并搅拌，利于铁水中的碳和空气中的氧气反应生成二氧化碳跑出，降低含碳量；（3）向液态生铁中鼓风是用氧气将生铁中多余的碳氧化而除去．加进精矿粉（赤铁矿）是用精矿粉把生铁中多余的碳氧化而除去；（4）由于铁与硫酸铜反应所以不能用铁制容器盛装波尔多液；铁与硫酸铜反应的实质是铁与铜离子反应生成铜和亚铁离子；（5）铁在空气中锈蚀的原理是铁与水和空气同时反应的结果；铁锈的主要成分是氧化铁，氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水．铝的活动性比铁强，但比铁耐腐蚀，要从形成保护膜角度考虑．
点评：本题难度一般，从生铁和钢的成分方面对比，并结合反应发生的环境，分析得出结论是解题的关键，掌握金属生锈的原因、防止金属生锈的方法、金属的化学性质等是正确解题的关键．