Question

14．钢铁是应用最普遍的金属材料，请完成下列有关的探究：

（1）探究铁的冶炼
    小明同学利用如图Ⅰ所示装置探究炼铁的化学反应原理，实验开始时先缓缓通入CO，然后再点燃酒精喷灯的目的是排尽管内空气，防止爆炸，硬质玻璃管中观察到的现象是红色粉末逐渐变黑，图中小气球的作用是收集尾气，该反应的化学方程式是Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，其中氧化铁发生了还原反应．
（2）探究铁的锈蚀
    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．小红同学用相同的光亮铁钉探究生锈与哪些因素有关，设计的实验如图Ⅱ所示（蒸馏水事先煮沸）：该同学的设计是否严密？不严密，如果不严密，应如何改进？增加试管③，将铁钉置于干燥密闭的试管中（简单叙述方法，如果严密，则此空不填）．一周后观察，试管②中的铁钉明显生锈，其中A、B、C三处中B处锈蚀最严重．
（3）验证铁的活动性
    小华同学要验证镁、铁、铜三种金属的活动顺序，设计了如图甲、乙所示的实验方案：
    ①根据实验目的，A溶液可能是硫酸亚铁溶液；
    ②试管乙中观察到的现象是有红色固体析出，发生反应的化学方程式是Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu．

Answer 1

分析 根据已有的金属的冶炼、金属的性质以及金属活动性顺序的意义进行分析解答即可．

解答 解：（1）一氧化碳是可燃性气体，不纯时点燃或是加热能产生爆炸，故加热之前需要先通入一氧化碳；一氧化碳还原氧化铁生成的是铁，会观察到红色的粉末逐渐变黑，一氧化碳有毒，排放到空气中会污染空气，气球可以收集尾气；氧化铁在此反应中发生的是还原反应，故填：排尽管内空气，防止爆炸；红色粉末逐渐变黑；收集尾气；Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；还原；
（2）铁在与水和氧气并存时易生锈，设计实验应该是铁只与水接触、铁只与氧气接触、铁同时与水和氧气接触，故应该增加铁只与氧气接触的实验；试管②中的铁钉B处与水和氧气同时接触，最易生锈，故填：水和氧气；不严密；增加试管③，将铁钉置于干燥密闭的试管中；B；
（3）①要验证镁、铁、铜的活动性顺序，可以采用两金夹一盐的方法，故可以采用硫酸亚铁溶液，故填：硫酸亚铁；
②铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，会观察到红红色固体析出，故填：有红色固体析出；Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu．

点评 本题考查的是常见的金属的有关性质和应用，完成此题，可以依据已有的知识进行．