题目内容

2010年上海世博会的场馆建设使用了大量的金属材料．
（1）请写出一个工业上炼铁的化学方程式．
（2）世博会的场馆建设使用了大量的钢材而不是纯铁，主要是因为钢和纯铁更具有的优良性能，产生这些不同性能的原因是．
（3）右图是上海市利用废旧金属制作的城市雕塑，请写出两种防止这些雕塑腐蚀的方法．
（4）明明同学收集了三种修建世博会场馆的金属废片，分别编号为X、Y、Z．明明把X、Y分别放入稀硫酸中，Y溶液产生氢气，X不反应；把X和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在X表面有银析出，而Z没有变化．根据以上实验事实，你认为X、Y、Z的金属活动性顺序为．请写出一个符合题意的X与硝酸银反应的化学方程式为．（X要用具体物质表示）．
（5）上海市某工厂利用废铁硫酸反应来制硫酸亚铁．假设1t废铁屑（杂质不参加反应，下同）能与9.8t废硫酸恰好反应，并得到0.78t固体剩余物．则该工厂所用废硫酸的质量分数为多少？

解：（1）工业炼铁的原理是氧化铁与一氧化碳反应生成铁与二氧化碳，其方程式为：Fe₂O₃+3CO $\text{[math]}$ 2Fe+3CO₂；
（2）由于钢中含碳是铁的合金，所以钢的硬度比铁要大；
（3）金属雕像的腐蚀一般来自于酸雨，所以可以采用给金属涂油漆或在金属表面电镀上一层与酸不反应的金属保护膜以防止金属雕像被腐蚀；
（4）根据金属活动性顺序及其运用，排在氢之前的金属可与稀盐酸或稀硫酸反应产生氢气，X、Y分别放入稀硫酸中，Y溶液产生氢气，X不反应，所以金属活动性y＞x，排在前面的金属（除钾、钙、钠外）可将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，把X和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在X表面有银析出，而Z没有变化．所以金属活动性y＞x，综合可知三者的金属活动性顺序是y＞x＞z．由于铜的活动性排在氢后其活动性比银强，所以X与硝酸银反应的化学方程式为：Cu+2AgNO₃═Cu（NO₃）₂+2Ag．
（5）由题意知剩余固体是不能与硫酸反应的杂质，所以参与反应的铁的质量是1t-0.78t=0.22t
设参与反应的硫酸的质量是x
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56 98
0.22t x
$\text{[math]}$
x=0.385t
则该工厂所用废硫酸的质量分数为 $\text{[math]}$ ×100%≈3.9%
故答案为：（1）Fe₂O₃+3CO $\text{[math]}$ 2Fe+3CO₂；
（2）硬度大、弹性好；钢是铁的合金
（3）涂油漆；电镀；
（4）y＞x＞z；Cu+2AgNO₃═Cu（NO₃）₂+2Ag．
（5）答：则该工厂所用废硫酸的质量分数为3.9%；
分析：（1）依据工业炼铁的原理是氧化铁与一氧化碳反应书写方程式；
（2）依据钢的成分及物理性质的特点分析解答；
（3）依据腐蚀金属的原因判断防止被腐蚀的方法；
（4）根据金属活动性顺序及其运用，排在氢之前的金属可与稀盐酸或稀硫酸反应产生氢气，排在前面的金属（除钾、钙、钠外）可将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来．
（5）依据化学方程式的基本计算结合溶液中溶质质量分数的计算方法计算即可；
点评：此题是对与金属相关的知识的考查题，解题的关键是对相关基础知识的理解与掌握，体现了基础知识的重要性；