Question

17．金属及合金有广泛的用途．
（1）铝的化学性质活泼却较耐腐蚀，原因是铝能够和空气中的氧气反应生成一层致密的氧化膜，阻止铝的进一步氧化或者4Al+3O₂=2Al₂O₃，铝在高温条件下可以与Fe₃O₄发生置换反应，反应的化学方程式为4Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4Al₂O₃．
（2）向一定质量的AgNO₃和Fe（NO₃）₂的混合溶液中加入mgZn粉，充分反应后过滤，将滤渣洗涤、干燥后称量．得到的固体质量仍为mg，则固体中一定含有的金属是银和铁，滤液不一定（填“一定”“不一定”或“一定不”）是无色的．
（3）某同学用下列装置完成模拟冶铁并检验气体生成物的实验．

①该装置必须加以改进的是尾气处理；
②装置B、E的作用分别是什么？B：检验二氧化碳是否除尽；E：检验是否生成了二氧化碳．
③取10g赤铁矿，充分反应后，测得生成二氧化碳的质量为6.6g，则赤铁矿中氧化铁的质量分数是多少？80%．

Answer 1

分析 （1）根据铝的性质以及耐腐蚀原理书写分析，根据给出的物质反应信息书写化学方程式；
（2）根据金属的活动性顺序以及所得固体的质量变化分析；
（3）根据炼铁的注意事项分析；由于给出了生成的二氧化碳的质量，根据生成的二氧化碳的质量和对应的化学方程式求算参加反应的氧化铁的质量，进而求算其质量分数．

解答 解：
（1）铝的化学性质活泼却较耐腐蚀，是由于 铝能够和空气中的氧气反应生成一层致密的氧化膜，阻止铝的进一步氧化或者4Al+3O₂=2Al₂O₃．铝在高温条件下可以与Fe₃O₄发生置换反应，由于发生置换反应，所以应该是铝置换铁，所以得到的生成物为铁和氧化铝，对应的化学方程式为 4Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4Al₂O₃．
（2）向一定质量的AgNO₃和Fe（NO₃）₂的混合溶液中加入mgZn粉，锌先和硝酸银反应，待硝酸银完全反应后才和硝酸亚铁反应．充分反应后过滤，将滤渣洗涤、干燥后称量．得到的固体质量仍为mg，
由于Zn+2AgNO₃=Zn（NO₃）₂+2Ag
       65                                  216
Zn+Fe（NO₃）₂=Zn（NO₃）₂+Fe
65                                          56
锌和硝酸银反应时固体质量增加，而和硝酸亚铁反应时固体质量减少，所以既然反应前后固体质量不变，所以一定是硝酸银完全反应，而硝酸亚铁也参与了反应，所得固体中一定含有的金属是 银和铁．根据分析只能说硝酸亚铁参与反应，但是不一定完全反应，所以无法判断溶液是否为无色，故滤液不一定是无色的．
（3）
①由于使用了有毒的气体一氧化碳，所以一定要进行尾气处理，现有装置没有进行尾气处理，所以该装置必须加以改进的是尾气处理；
②由于实验的目的是：完成模拟冶铁并检验气体生成物的实验，所以要先除去二氧化碳，然后再检验生成二氧化碳，所以装置A是除去二氧化碳，B检验二氧化碳是否除尽或者是确认二氧化碳已经除尽，E是检验生成了二氧化碳，所以装置B、E的作用分别为B：检验二氧化碳是否除尽；E：检验是否生成了二氧化碳．
③设生成二氧化碳质量为6.6g，参加反应的氧化铁的质量为x
3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3CO₂+2Fe
         160               132
           x                  6.6g
$\frac{160}{132}$=$\frac{x}{6.6g}$
x=8g
赤铁矿中氧化铁的质量分数为$\frac{8g}{10g}$×100%=80%．
答：赤铁矿中氧化铁的质量分数为80%．
故答案为：
（1）铝能够和空气中的氧气反应生成一层致密的氧化膜，阻止铝的进一步氧化或者4Al+3O₂=2Al₂O₃；4Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4Al₂O₃．
（2）银和铁； 不一定．
（3）
①尾气处理；
②B：检验二氧化碳是否除尽；E：检验是否生成了二氧化碳．
③80%．

点评 根据化学方程式计算时，第一要正确书写化学方程式，第二要使用正确的数据，第三计算过程要完整．