Question

11．钢铁是人类利用得最多的金属材料．
（1）工业上常用赤铁矿来炼铁，其反应原理是Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂（用化学方程式回答）．
（2）若比较铝、铁、铜三种金属的活动性强弱，可以选择下列试剂组AB（填序号）．
A．Al、Fe、Cu、20%稀盐酸    B．Al、Cu、FeSO₄溶液
C．Al、Fe、CuSO₄溶液        D．Fe、Cu、Al₂（SO₄）₃溶液
（3）若将铝、铁、铜三种金属同时放入硝酸铜溶液中．完全反应后，金属铁有余，则此时溶液中的溶质有2种．

Answer 1

分析 （1）根据CO的还原性，完成CO高温还原氧化铁反应的化学方程式；
（2）若要验证三种金属的活动性，如果只用一种溶液，就要选择活动性居中的金属的盐溶液（两头不变，中间变）；若要选择一种金属，就要选择活动性居中的金属（中间不变，两头变）；
（3）充分反应后Fe过量没有反应完，所以原混合溶液中的Cu（NO₃）₂全部被置换生成Cu、Al（NO₃）₃和Fe（NO₃）₂溶液．

解答 解：（1）CO在高温条件下与氧化铁反应，生成铁和二氧化碳，其反应的化学方程式为3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；故填：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（2）验证三种金属的活动性，选三种药品时，如果只用一种溶液，就要选择活动性居中的金属的盐溶液，即选择硫酸亚铁溶液及金属铝和铜，铝能置换出硫酸亚铁中的铁，而铜不能置换出硫酸亚铁中的铁，说明铝＞铁＞铜；若要选择一种金属，就要选择活动性居中的金属铁及硫酸铝、硫酸铜溶液，铁能置换出硫酸铜中的铜而不能置换出硫酸铝中的铝，说明铝＞铁＞铜；根据金属活动性，金属活动性越强与酸的反应越剧烈，铝与硫酸反应，迅速产生大量气泡，铁与硫酸反应较慢，产生气泡较少，铜不与硫酸反应，故说明铝＞铁＞铜；故选：AB；
（3）根据金属活动性，硝酸铜先和铝反应，再与铁发生反应，铁粉过量，所以说明铝完全反应，一部分铁反应；反应后的溶液中不再含的Cu（NO₃）₂，而是含有生成的Al（NO₃）₃、Fe（NO₃）₂；故溶液中的溶质有2种；
故填：2．

点评 本题很好的考查了金属活动性顺序，让学生自己设计实验并且限制物质的种类，难度较大；此种题型的设计可以利用金属和酸、金属和盐溶液的角度考虑．