Question

15．人类的生产和生活都离不开金属．

Ⅰ．金属元素在自然界中分布很广，在地壳中主要以矿物形式存在．图甲矿石的主要成分不属于氧化物的是B（填序号），孔雀石中铜元素的化合价+2；如将一定量的铁加入到硫酸铜和硫酸锌的混合溶液中，充分反应后，滤液中一定含有的溶质是硫酸亚铁和硫酸锌，滤渣中一定含有铜．
Ⅱ．铁是应用最广泛的金属．
（1）某兴趣小组在实验室中模拟炼铁的化学原理，用一氧化碳还原纯净的氧化铁粉末，实验装置如图乙．
①实验中玻璃管里固体粉末的颜色变化是红色变成黑色，澄清的石灰水中发生反应的化学方程式是CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
②该装置有何不妥？没有尾气处理装置．

Answer 1

分析 Ⅰ、根据矿石的主要成分分析不属于氧化物的矿石；根据化合价原则求出元素的化合价；根据金属的活动性分析判断滤液中一定含有的溶质滤渣中一定含有的物质．
Ⅱ、一氧化碳具有还原性，可与氧化铁反应生成黑色的铁和二氧化碳，二氧化碳能与氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀和水．据此分析回答；根据尾气中含有一氧化碳，有毒能污染空气分析．

解答 解：Ⅰ、赤铁矿、铝土矿的主要成分分别是Fe₂O₃、Al₂O₃，均是由两种元素组成的且有一种是氧元素的化合物，均属于氧化物．孔雀石中主要成分是Cu₂（OH）₂CO₃是由四种元素组成的化合物，不属于氧化物；
在Cu₂（OH）₂CO₃中设铜的化合价为x，则2×x+（-2）×2+（-1）×2+（+4）+（-2）×3=0，解得  X=+2；
由于在金属活动顺序表中，铁在铜的前面，在锌的后面，所以向硫酸铜和硫酸锌的混合溶液中加入一定量的铁粉，铁可以硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，不能和硫酸锌发生反应；充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，如果铁粉过量，则滤渣中含有铁粉和铜粉，如果铁粉恰好完全反应，则滤渣中只有铜，所以滤渣中一定有铜；无论铁粉是否过量，滤液中都一定有反应后生成的硫酸亚铁和不和铁发生反应的硫酸锌；
故答案为：B，+2，硫酸亚铁和硫酸锌，铜．
Ⅱ、①在高温的条件下，一氧化碳将红色的氧化铁还原为黑色的铁粉，同时生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊；故填：红色变成黑色；CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
②由于该反应的尾气中含有一氧化碳，有毒能污染空气．所以，该装置的缺陷是：没有进行尾气处理；
故答案是：没有尾气处理装置．

点评 熟记氧化物的定义、化合价原则、金属活动顺序表，并会加以运用是解答本题的基础．本题还考查了一氧化碳还原氧化铁的反应原理、步骤、实验现象、尾气处理以及应用．要注意有毒气体不能随意排放，必须经过处理后变成无害物质再排放．