题目内容

15．金属材料在国防建设中起着量要的作用，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Fe203+6HCl=2FeCl3+3H20．
（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+CuS04=FeS04+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，称量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Fe203+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3C02，装置B中发生反应的化学方程式为2Na0H+C02=Na2C03+H20．
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，测出反应前后装置B增加的质量．

分析 （1）根据铝合金的性质分析；
（2）①根据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；
（3）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）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，化学方程式为：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu；
（3）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\;}}{\;}$2Fe+3CO2，CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O；
②由于氧化铁与一氧化碳反应生成了铁和二氧化碳，只要测出反应后装置A中药品的质量，就可计算出反应前后减少的质量，减少的质量就是氧化铁中氧的质量，从而计算出氧化铁的质量，进而计算出氧化铁的质量分数；或测出反应前后装置B增加的质量，即生成的二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量再计算出氧化铁的质量，进而计算出氧化铁的质量分数．所以，要测定该赤铁矿样品中氧化铁的质量分数，需要测量的数据是装置A在反应前后的质量变化或装置B在反应前后的质量变化．
故答案为：（1）强度大、质量轻；
（2）氧气、水，Fe203+6HCl=2FeCl3+3H20；
（3）①选取的酸的种类不同；
②铁丝表面出现红色物质，Fe+CuS04=FeS04+Cu；
（4）Fe203+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3C02，2Na0H+C02=Na2C03+H20；
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．

练习册系列答案
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5．下列化学方程式中，书写正确的是（　　）
A．2P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$P2O5B．CO+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO2↑
C．2H2+O2↑$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H2OD．2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑
6．某实验小组的同学用碳酸钠粉末、块状大理石、稀盐酸、稀硫酸这几种药品，探究哪两种药品的反应适合在实验室制取CO2．请你参与下列的探究并回答问题．
【提出问题】上述的酸和碳酸盐的反应是否适合在实验室制取CO2？
【方案设计】小红认为可选用稀硫酸、氯化钙反应制得CO2，小江认为不可能，小江的理由是氯化钙中不含碳元素．大家经过讨论后，设计了如下三个实验进行对比分析．

【实验与结论】（1）请你填写实验报告中①、②处的内容．
实验实验现象实验分析、结论
A剧烈反应，迅速放出大量气泡反应速率过快，气体不便收集，不宜于实验室制取二氧化碳
B产生气泡，速率迅速减慢，反应几乎停止．无法持续产生CO2，不能用于实验室制取CO2
C
①产生大量气泡
②反应速率适中，气体便于收集
（2）根据探究结论，实验室制取二氧化碳的反应原理为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑ （用化学方程式表示）．
（3）分析：实验室不能用实验B制取二氧化碳的原因是B中反应产生硫酸钙，覆盖在碳酸钙表面，阻止反应．
【拓展与迁移】（1）由上述探究可知，在确定实验室制取气体的反应原理时，要考虑诸多因素，例如反应速率要适中，便于收集等．请你再写出一种需要考虑的因素：制出的气体要纯净．
（2）以下是某研究小组探究影响反应速率部分因素的相关实验数据．
实验序号H2O2溶
液浓度%		H2O2溶液体积/mL温度℃MnO2的用量/g收集氧气的体积/mL反应所需
的时间/s
①51200.1416.75
②151200.146.04
③30535249.21
④30555210.76
通过实验①和②对比可知，化学反应速率与溶液浓度有关；
从实验③和④对比可知，化学反应速率与温度的关系是：温度越高反应速度越快．
3．人们的习惯动作中也存在着一些科学道理．生活中常需要揭开茶杯盖子、饮料瓶盖、热水瓶塞等，这些盖子或塞子取下后应该倒放（填“正放”或“倒放”）．
10．A、B、C、D、E、F、G为初中常见物质，其中A、C组成元素相同无色液体，B、G均为黑色固体，F是生活中使用量最大的金属．它们之间有如图转化关系，请回答下列问题．

（1）物质B的化学式是MnO2；在反应中的作用催化作用；
（2）反应①的符号表达式2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑；反应②的符号表达式2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H2↑+O2↑；反应③的符号表达式3Fe+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe3O4
（3）反应②在通电条件下反应的微观本质是水分子分解生成氢原子、氧原子，氢原子重新结合成氢分子、氧原子重新结合成氧分子，其基本反应类型是分解反应；
（4）F在D中燃烧反应现象是铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体，为确保实验安全、成功，注意事项是在集气瓶中放数量水或沙，防止高温溅落物炸裂瓶底．
20．下列说法中正确的是（　　）
A．煤、石油、天然气是取之不尽，用之不竭的矿物燃料
B．给石油加热，使石油分馏的过程，主要发生物理变化
C．燃烧取热，是利用煤的最佳途径
D．煤、石油、天然气的燃烧，不会造成大气污染
7．配平下列化学方程式．
（1）4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5
（2）2C+1O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO
（3）4Al+3O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2Al2O3
（4）3Fe+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$1Fe3O4
（5）2Mg+1O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO
（6）2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H2O+1O2↑
（7）2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H2↑+1O2↑
（8）2H2+1O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H2O
（9）4NH3+5O2$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$4NO+6H2O
（10）3CO+1Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2．
4．已知某化学反应：2A+B=2C．假定A物质14g完全反应，能生成C物质22g，则参加反应的B物质的质量为（　　）
A．4 gB．8 gC．12 gD．16 g
5．点燃下列混合气体，不会发生爆炸的是（　　）
A．氢气和氮气B．氢气和空气C．一氧化碳和氧气D．甲烷和空气

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