题目内容
3．金属材料在国防建设中起着重要的作用，图1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强度大、质量轻．
（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）为了避免轮船的钢质外壳被腐蚀，通常在轮船外壳上镶嵌比铁活动性强金属．小明为探究锌、铁、铜三种金属的活动性顺序，设计了如图2的两个实验：
①实验一中，小明以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断锌、铁的活动性强弱，有同学认为不够合理，理由是选取的酸的种类不同．
②实验二中，若出现铁丝表面出现红色物质现象，可证明铁的活动性强于铜，该反应的化学方程式为Fe+CuSO4═FeSO4+Cu．
（4）辽宁舰的建造耗费了大量的钢材．某兴趣小组在实验室用图3所示装置模拟炼铁的化学原理，并测定赤铁矿中氧化铁的质量分数（装置气密性良好，反应完全且赤铁矿中的杂质不参加反应，称重赤铁矿样品的质量为wg）．
①装置A中生成铁的化学方程式为Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2，装置B中发生反应的化学方程式为CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O．
②要测定该赤铁矿样品中氧化铁的质量分数，需要测量的数据是反应后装置A中药品的质量或测出反应前后装置B增加的质量．
分析 （1）根据铝合金的性质进行分析；
（2）根据铁生锈的条件解答；铁锈的主要成分是氧化铁，能与稀盐酸反应生成氯化铁和水进行分析；
（3）①从控制变量的角度进行分析；
②若铁的活动性强于铜，则铁可置换出硫酸铜中的铜；
（4）①根据一氧化碳在高温下还原氧化铁生成铁和二氧化碳；根据二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水解答；
②由于氧化铁与一氧化碳反应生成了铁和二氧化碳，只要测出反应后装置A中药品的质量，就可计算出反应前后减少的质量，减少的质量就是氧化铁中氧的质量，从而计算出氧化铁的质量，进而计算出氧化铁的质量分数；或测出反应前后装置B增加的质量，即生成的二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量再计算出氧化铁的质量，进而计算出氧化铁的质量分数．
解答 解：（1）因铝合金材质强度大、质量轻，所以铝合金可用于制造飞机的外壳；
（2）钢铁的锈蚀，实际上是铁跟水和氧气共同作用的结果；
铁锈的主要成分是氧化铁，能与稀盐酸反应生成氯化铁和水，化学方程式为：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；
（3）①从图可以看出选取的酸的种类不同，因此以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断锌、铁的活动性强弱不够合理；
②实验二中，若铁丝表面出现红色物质，溶液由蓝色变成浅绿色，可证明铁的活动性强于铜，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为Fe+CuSO4═FeSO4+Cu；
（4）①一氧化碳在高温下还原氧化铁生成铁和二氧化碳，生成的二氧化碳能和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，化学方程式分别是：Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2，CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O；
②由于氧化铁与一氧化碳反应生成了铁和二氧化碳，只要测出反应后装置A中药品的质量，就可计算出反应前后减少的质量，减少的质量就是氧化铁中氧的质量，从而计算出氧化铁的质量，进而计算出氧化铁的质量分数；或测出反应前后装置B增加的质量，即生成的二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量再计算出氧化铁的质量，进而计算出氧化铁的质量分数．所以，要测定该赤铁矿样品中氧化铁的质量分数，需要测量的数据是装置A在反应前后的质量变化或装置B在反应前后的质量变化．
故答案是：（1）强度大，质量轻；
（2）氧气、水，Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；
（3）①选取的酸的种类不同；
②铁丝表面出现红色物质，Fe+CuSO4═FeSO4+Cu；
（4）①Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2，CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O；
②反应后装置A中药品的质量，测出反应前后装置B增加的质量．
点评 本题难度较大，综合性较强．掌握常见合金的优点、钢铁锈蚀的原理和除锈原理以及根据实验分析、解决问题方法是解决本题的关键．
①用量筒量取水时俯视读数 ②配制溶液的烧杯用少量蒸馏水润洗③在托盘天平的左盘称取食盐时游码不在零位置就调节天平平衡，④盛装溶液的试剂瓶用蒸馏水润洗⑤食盐固体不纯．
| A． | ①②③④⑤ | B． | ①②④⑤ | C． | ①②③ | D． | ②③④⑤ |
| A． |  读取液体体积 | B． |  熄灭酒精灯 | ||
| C． |  稀释浓硫酸 | D． |  铁丝在氧气中燃烧 |
