题目内容

【题目】金属材料在生产、生活中有广泛的应用，人类的生产和生活都离不开金属。

（一）铁的应用和防护

（1）常州地铁的轨道主要材料是铁合金制作的，其硬度比纯铁________。

（2）钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的_________等物质发生化学反应的结果。

（3）为防止铁生锈，通常会对铁制品进行“烤蓝”处理，烤蓝是用化学方法在铁表面生成层致密的四氧化三铁（Fe3O4）保护膜。烤蓝的原理是：在高温下，铁与水发生反应，生成四氧化三铁和一种单质气体，写出该反应的化学反应方程式:_______。

（二）铁的冶炼

我国劳动人民在春秋战国时期就会治铁炼钢，实验室模拟炼铁实验装置如下图所示。

（1）实验时，应先注水片刻后再加热的目的是___________。

（2）实验过程中，硬质玻璃管中发生的化学方程式为___________。

（3）有同学提出黑色粉末中还可能含有Fe3O4。已知:Fe3O4能溶于稀H2SO4，且有Fe3+生成；Fe3+遇到硫氰化钾溶液显血红色。为证明黑色粉末成份，该同学取少量样品于烧杯中，加过量稀H2SO4，充分反应后，滴加少量硫氰化钾，证明黑色粉末中含有Fe和Fe3O4的现象是_________。

（4）若取16g氧化铁粉末进行实验，反应一段时间后，经检测剩余黑色固体成份是Fe和Fe3O4，称量固体的质量为X，则X的范围为_____。

【答案】大 水和氧气 3Fe+4H2OFe3O4+4H2↑ 排除装置中的空气，防止出现爆炸 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 有少量气泡产生，同时溶液显血红色 11.2 g <X<15.5g

【解析】

（1）合金的特性是硬度增大，熔点降低，故铁合金硬度比纯铁大。

（2）钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的水和氧气等物质发生化学反应的结果。

（3）依据烤蓝的原理是：在高温下，铁与水发生反应，生成四氧化三铁和一种单质气体，在化学反应中元素种不变，反应物中水含有氢元素，而生成物四氧化三铁中没有氢元素，故猜出生成物气体单质应该是氢气。该反应的化学反应方程式: 3Fe+4H2OFe3O4+4H2↑。

（4）一氧化碳是具有可燃性气体，当混有氧气或空气时，加热可能发生爆炸，所以实验开始时，应先注水片刻，使一氧化碳进入硬质玻璃管，把管内的空气排出，防止加热出现爆炸。

（5）硬质玻璃管中发生的化学方程式为Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2。

（6）把少量黑色粉末于烧杯中，加过量稀H2SO4，如果黑色粉末中有铁，铁与稀硫酸反应，有气泡产生，充分反应后，滴加少量硫氰化钾，如果黑色粉末中有Fe3O4，反应后溶液中就含有Fe3+，Fe3+遇到硫氰化钾溶液显血红色。

（7）采用假设法求X的取值范围。

1、假设剩余黑色固体成份全部是铁，则

2、假设剩余黑色固体成份全部是Fe3O4，根据铁元素质量反应前后质量相等，则

故X的取值范围：11.2 g<X<15.5g。

练习册系列答案
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（选择药品）小红所在小组认为，选择药品的原则是①既要能消耗氧气，又不会与空气中的其他成分反应；②___________。

（查阅资料）白磷的着火点是40℃，红磷的着火点是240℃，两种物质的燃烧产物五氧化二磷是白色固体，会刺激人体呼吸道，能与空气中的水蒸气反应，生成有毒的偏磷酸（HPO3）。

（设计实验）小明所在小组设计了如图的装置进行探究活动。

（步骤与现象）①测量试管的容积为50mL；②检查装置气密性良好；③装药品，将注射器活塞调整到合适位置，连接好仪器；④用注射器弹簧夹夹紧胶皮管，加热粗铜丝，观察现象；⑤燃烧结束，待试管冷却到室温后打开弹簧夹，观察注射器活塞的移动情况。

（反思与交流）（1）实验中利用了铜丝的__________性。

（2）兴趣小组同学测量试管容积的方法可能是___________。

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（4）步骤④中观察到试管中的现象有_______；写出白磷燃烧的文字表达式：________。

（5）小华同学认为步骤⑤在保证活塞自由移动的前提下，观察活塞位置时，最好将试管和注射器整体横放，小华同学的理由是_______。

（6）写出该装置测定空气中氧气含量的优点：_______。

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