题目内容

18．铁在生产生活中应用十分广泛．铁的冶炼和利用已成为目前科学研究和技术领域中的重要课题．
（1）金属铝比铁活泼，但铝制品却比铁制品耐腐蚀，原因是铝在常温下与空气中的氧气发生化学反应，使铝的表面生成了一层致密的氧化铝薄膜从而阻止了内部的铝进一步氧化；
（2）钢铁车壳表面喷漆不仅美观，而且可有效防止与空气中的水、氧气（填两种物质名称）接触而生锈．
（3）铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，在高温下，利用焦炭和氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来，得到铁合金．在
此过程中焦炭的作用为产生高温和生成还原剂CO，一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2；
（4）小明同学提出单质碳也具有还原性，为什么工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石？于是，他模拟工业炼铁设计如图对比实验（査阅资料获知NaOH溶液可吸收CO2气体）；

①取两份相同质量的氧化铁粉末．一份与足量的碳粉均匀混合放入如图装置A的硬质试管中；另一份放入如图装置B的硬质玻璃管中．
②装置A和B两组实验同时开始进行．在装置B的反应中，实验开始前，先通CO（选填“通CO”或“加热”）；实验结束后，继续通入CO直至冷却至室温，装置B中右侧酒精灯的作用是点燃尾气中的一氧化碳，以防造成空气污染，此时，发现装置B的硬质玻璃管中固体完全由红色变为黑色，装置A的硬质试管中仍有红色固体．因而他认为焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，不易完全反应是工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石的一个原因．
（5）小明同学经过査阅资料发现除了上述原因外，工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石还有一些其它原因，试写出其中的一个焦炭是固体，不容易和生成的铁分离（或焦炭中含有杂质，影响铁的纯度）．
（6）硅酸钠（Na2SiO3）是我国优先发展的精细化工产品，NaOH和SiO2反应可以生成Na2SiO3和H2O，现以125t石英砂（SiO2质量分数为96%）为原料，与足量的NaOH溶液反应．试计算：理论上得到硅酸钠的质量．

分析 （1）根据铝在空气容易形成致密的氧化物，因此抗腐蚀性能很好进行解答；
（2）根据金属的锈蚀因素来分析；
（3）根据炼铁的原理分析；
（4）一氧化碳不纯加热会发生爆炸以及一氧化碳有毒来分析；
（5）根据实验完成后还要考虑分离出所要得到的物质考虑；
（6）根据反应的化学方程式，利用石英砂中SiO2的质量计算反应可生成硅酸钠的质量．

解答 解：（1）铝比铁活泼，但是铝制品比铁制品耐腐蚀，原因是：铝在常温下与空气中的氧气发生化学反应，使铝的表面生成了一层致密的氧化铝薄膜从而阻止了内部的铝进一步氧化．故答案为：铝在常温下与空气中的氧气发生化学反应，使铝的表面生成了一层致密的氧化铝薄膜从而阻止了内部的铝进一步氧化；
（2）钢铁车壳表面喷漆可有效防止与空气中的水和氧气接触而生锈，故填：水、氧气．
（3）高炉炼铁中焦炭的作用是产生高温和生成还原剂CO，一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2；
故填：产生高温和生成还原剂CO；3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2；
（4）为防止一氧化碳与空气混合加热时，引起爆炸，在实验前要先通入CO；故填：通CO；
尾气中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，为了防止造成空气污染，所以用酒精灯将其点燃处理；故填：点燃尾气中的一氧化碳，以防造成空气污染；
（5）工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石还有一些其它原因，如焦炭是固体，不容易和生成的铁分离；或焦炭中含有杂质，影响铁的纯度；故填：焦炭是固体，不容易和生成的铁分离（或焦炭中含有杂质，影响铁的纯度）；
（6）解：石英砂中的SiO2的质量=125t×96%=120t
设生成硅酸钠的质量为x
2NaOH+SiO2═Na2SiO3+H2O
              60     122
            120t     x
$\frac{60}{122}=\frac{120t}{x}$
x=244t
答：理论上得到硅酸钠的质量为244t．

点评 本题以实验探究的形式考查化学反应式的书写、实验中的注意事项、以及不用碳还原氧化铁的原因，还有相关的拓展实验，可谓考查详尽，即考查了知识，又培养了学生的细心、耐心分析解决问题的能力．

练习册系列答案
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8．用“＞”、“＜”或“=”符号填空：
（1）常温下，10g水能溶解碘的质量＜10g汽油能溶解碘的质量．
（2）水中加入氢氧化钠之前的温度＜水中加入氢氧化钠之后的温度．
9．老师用如图所示装置为同学们做如下实验：A装置集气瓶中装有体积比约为1：1的氮气和气体a的混合气体，注射器中装有足量的无色溶液b；B装置中盛有少量紫色石蕊溶液；C装置中盛有适量生锈的铁钉；D装置中盛有足量稀硫酸．
（1）关闭活塞K1、K2，将注射器中的溶液b挤入瓶中，打开活塞K1，看到B中溶液进入A中后溶液变为蓝色，B中长导管脱离液面．请回答：
①若a气体是二氧化碳，则b是NaOH溶液（填化学式）．
②若b是水，则气体a可能是NH3（填化学式），此时，会生成NH3•H2O溶液（填化学式）．
（2）保持K1开启状态，并打开K2，一段时间后关闭K2，整个过程中，观察到D中的现象是AB
A．广口瓶内液面下降  B．长颈漏斗内液面上升  C．长颈漏斗下端有气泡．
6．下列物质溶于水，溶液温度升高的是（　　）
A．硝酸铵B．氯化钠C．蔗糖D．氢氧化钠
13．早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器．铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程．

（1）在实验室里，可以利用图A、B两套装置将氧化铁还原成铁；
①装置A中，木炭和氧化铁反应的化学方程式为3C+2Fe2O3 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe+3CO2↑；
澄清石灰水中发生反应的化学方程式为CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O．
②装置B中，应先通一氧化碳（选填“通一氧化碳”或“加热氧化铁”）；装置末端的酒精灯的作用为能将一氧化碳转化为无毒的二氧化碳．
（2）图C是教材中炼铁高炉及炉内化学变化过程示意图：
①若采用的铁矿石主要成分为氧化铁，请写出B区所发生主要反应的化学方程式：
B区：C+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2，CO2+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO．
②为什么乙图中出铁口低于炉渣出口？因为生铁密度大于炉渣密度．
3．回答下列问题：
（1）保持水的化学性质的最小微粒是水分子．
（2）水是由氢元素、氧元素组成的，是由水分子构成的．
（3）过氧化氢分解过程中，不变的微粒是氢原子、氧原子．
（4）用湿抹布擦过的桌面，一段时间后变干的原因是分子在不断地运动．
（5）一定质量的水蒸气冷凝成水时，其体积变小的原因是温度降低，分子间间隔变小．
10．根据所学知识判断下列描述，合理的有（　　）
①铵态氮肥与碱性物质混合施用，产生氨味气体，有利于植物快速吸收．
②50ml36%的盐酸用50ml水稀释，所得稀盐酸的溶质质量分数为18%
③除去CO2气体中混有的HCL和水蒸气，可用饱和的碳酸氢钠溶液和浓硫酸
④A溶液m g与B溶液n g恰好完全反应，生成x Cg和D，则D的质量等于（m+n-x）g．
A．1种B．2种C．3种D．4种
8．通过对蜡烛及其燃烧这一探究活动，你认为下列关于蜡烛性质的叙述中，正确的是（　　）
A．在常温下，蜡烛呈固态，不溶于水，密度比水小
B．在常温下，蜡烛呈液态，能溶于水，密度比水大
C．蜡烛燃烧后生成的气体不能使澄清石灰水变浑浊
D．用火柴去点燃刚熄灭蜡烛时产生的白烟，蜡烛不能重新燃烧
9．【实验探究】小明做教材实验比较合金和纯金属的硬度，认真观察现象，仔细分析，得出结论．
（一）比较黄铜片和铜片、焊锡和锡、铝线与铝合金的颜色与光泽以及它们硬度的大小．
性质
比较		现   象
黄铜（铜和锌的合金）铜焊锡（锡和铅的合金）锡铝合金铝线
光泽与颜色黄色
有光泽		紫红色
有光泽		深灰色
有光泽		银白色
有光泽		银白色
有光泽		银白色
有光泽
实验结论：与纯金属相比，合金色泽不固定、硬度一般都比纯金属更大、熔点一般都比纯金属更低、抗腐蚀性能力更强、拉伸强度更大、用途更广．
（二）金属材料在我国国防建设中起着重要的作用，图为歼-15飞机在辽宁舰上起飞．
（1）铝合金用于制造飞机的外壳，铝合金材质的主要优点是质轻、硬度大．
（2）改装前的辽宁舰舰身锈迹斑斑，钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的氧气、水蒸气
共同作用的结果．工业生产中常用稀盐酸除去铁制品表面的铁锈，该反应的化学方程式为Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O．
（3）市场上有人出售的假黄金其实是铜锌合金，请你使用实验室的一种药品鉴别这种“黄金”的真假．用化学方程式表示Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑．

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