Question

4．金属材料是人们生产和生活离不开的材料之一，人类每年要从自然界获取大量的金属资源．根据对金属和金属材料的认识，回答：
（1）每年世界上钢铁的产量很高，请写出工业上利用一氧化碳和赤铁矿为原料炼铁的反应方程式3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（2）金属铜和铝制品一般都不用防锈蚀处理．请用方程式表示铝制品在空气中无须防锈蚀处理的原因4Al+3O₂═2Al₂O₃．
（3）保护金属资源的有效途径有：①防止金属腐蚀；②回收利用废旧金属；③合理有效地开采矿物；④寻找金属的替代用品等．
（4）在AgNO₃和Al（NO₃）₃的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中加入稀硫酸，有气泡产生．则滤液中一定有的阳离子是Fe²⁺、Al³⁺（填离子符号）

Answer 1

分析 （1）根据赤铁矿的主要成分是氧化铁分析；
（2）铝能与空气中氧气反应在其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，防止内部的铝进一步被氧化，写出反应的化学方程式即可；
（3）可从防止金属的腐蚀、回收利用废旧金属、合理开采矿物及寻找金属的代用品等方面进行分析解答．
（4）金属活动性顺序铝＞铁＞银，向含有AgNO₃、Al（NO₃）₃混合溶液中加入一定量的铁粉，铁粉会首先置换硝酸银中的银，待硝酸银完全反应后，不能与硝酸铝发生反应；过滤向滤渣中滴加稀盐酸，有气泡产生，说明滤渣金属中含有铁，即加入的铁粉过量，据此分析解答．

解答 解：（1）赤铁矿的主要成分是氧化铁，一氧化碳还原氧化铁的化学方程式是：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．故答案为：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（2）铝能与空气中氧气反应在其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，防止内部的铝进一步被氧化，因此铝制品抗腐蚀性强，反应的化学方程式为：4Al+3O₂═2Al₂O₃．故填：4Al+3O₂═2Al₂O₃；
（3）保护金属资源的有效途径有：防止金属的锈蚀，由于金属锈蚀而浪费的金属约占三分之一，要想方设法防止金属生锈；回收利用废旧金属可节约原料、节省能源，是一种保护金属资源的有效途径；有计划、合理地开采矿物，否则既浪费了资源，又损害了国家利益；寻找金属的代用品，减少了金属的使用等．故填：回收利用废旧金属；
（4）因为向滤渣中滴加稀盐酸，有气泡产生，说明滤渣中有铁粉，即所加的铁粉过量，那说明原混合溶液中的银全部被置换出来，则滤出的固体中一定含有Ag、Fe．而铁粉不与Al（NO₃）₃溶液反应，所以滤液中一定存在硝酸亚铁和硝酸铝，即阳离子为亚铁离子和铝离子，故填：Fe²⁺、Al³⁺．

点评 本题难度不大，掌握铁的冶炼、金属的化学性质、保护金属资源的有效途径等是正确解答本题的关键．