题目内容

13．防止金属腐蚀，特别是钢铁的锈蚀是世界科学家研究和技术领域中的重大问题，铁生锈的条件为与水和氧气同时解除，铁锈成分复杂，主要成分为氧化铁（Fe2O3）酸、盐等物质可加速铁的锈蚀．
用盐酸除去铁锈的化学方程式为Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O，为了防止铁制品生锈，应采取的措施是涂一层油漆（写出一种）．
【查阅资料】小明同学发现铁生锈是铁与空气中的物质发生的一系列复杂的化学反应，生成氢氧化亚铁【Fe（OH）2】，后再在空气中被氧化为氢氧化铁【Fe（OH）3】，Fe（OH）3不稳定，在阳光照射下发生缓慢的分解反应生成氧化铁（Fe2O3），铁锈的化学式可简单表示为Fe2O3•nH2O．
【提出问题】铁锈（Fe2O3•nH2O）中的n的值等于多少呢？
【问题探究】小明发现实验室中有一保管不善的铁粉，大部分已经结块成红褐色，为了探究铁锈（Fe2O3•nH2O）的组成，称取27.0g这种铁粉样品，按如图所示装置进行实验．

（1）为了保证实验安全，实验开始时应先通入一会儿一氧化碳把玻璃管中的空气排尽，防止发生爆炸．
（2）A中的现象是红褐色固体变成黑色固体，B中浓硫酸的作用是吸收反应生成的水．D中碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入C装置
（3）请指出该装置中有一处明显不足没有处理尾气．
【数据处理】一下是加热时间和A中固体质量关系图象及B、C中质量补在变化时B中浓硫酸，C中碱石灰装置质量变化情况．

（1）n的值是3．
（2）写出T3-T4时间段发生反应的化学方程式Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2．
（3）计算原样品中单质铁的质量分数．
 反应前（g） 反应会（g） 
B100105.4
C150163.2

分析 铁与水和氧气同时接触时容易生锈，因此隔绝水和氧气可以防止铁制品生锈；
铁锈的主要成分是氧化铁，氧化铁能和稀盐酸反应生成氯化铁和水；
【问题探究】
一氧化碳和空气或氧气混合达到一定程度时，遇明火会发生爆炸；
高温条件下，氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳；
浓硫酸能够吸收水，碱石灰能够吸收水和二氧化碳；
一氧化碳有毒，扩散到空气中会污染环境；
【数据处理】
根据反应的化学方程式和提供的数据可以进行相关方密度计算和判断．

解答 解：铁生锈的条件为与水和氧气同时接触，酸、盐等物质可加速铁的锈蚀．
故填：水和氧气；酸、盐等．
用盐酸除去铁锈的化学方程式为：Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O，为了防止铁制品生锈，应采取的措施是涂一层油漆，或镀一层金属等．
故填：Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O；涂一层油漆．
【问题探究】
（1）为了保证实验安全，实验开始时应先通入一会儿一氧化碳把玻璃管中的空气排尽，防止发生爆炸．
故填：通入一会儿一氧化碳把玻璃管中的空气排尽；发生爆炸．
（2）A中的现象是红褐色固体变成黑色固体，B中浓硫酸的作用是吸收反应生成的水，D中碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入C装置．
故填：红褐色固体变成黑色固体；吸收反应生成的水；防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入C装置．
（3）该装置中一处明显不足是没有处理尾气．
故填：没有处理尾气．
【数据处理】
（1）加热铁锈时，首先失去结晶水，结晶水的质量为：27g-21.6g=5.4g，
设氧化铁的质量为x，
反应生成水的质量为：105.4g-100g=5.4g，与左图中数据符合；
反应生成二氧化碳质量为：163.2g-150g=13.2g，
Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2，
160                132
x                 13.2g
$\frac{160}{x}$=$\frac{132}{13.2g}$，
x=16g，
根据题意有：$\frac{16g}{5.4g}$=$\frac{160}{18n}$，
n=3，
故填：3．
（2）T3-T4时间段时，氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，发生反应的化学方程式为：Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2．
故填：Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2．
（3）样品中铁锈的质量为：16g+5.4g=21.4g，
原样品中单质铁的质量分数为：$\frac{27.0g-21.4g}{27.0g}$×100%=20.7%，
答：原样品中单质铁的质量分数为20.7%．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．

练习册系列答案
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12．根据如图甲实验装置图，回答有关问题．

（1）装置图中仪器a的名称为集气瓶．
（2）用氯酸钾和二氧化锰混合共热制取氧气，可选用的装置组合是AD或AF，写出发生反应的化学方程式2KClO3$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O2↑．若改用高锰酸钾制取氧气，发生装置应作的改动是在试管口放一小团棉花．
（3）实验室利用B装置制取二氧化碳的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O，如果利用G装置收集二氧化碳，气体应从b 端通入（填“b”或“c”），用C装置代替B装置作为发生装置，其主要优点是随时控制反应的开始与停止，控制反应速率．
（4）某学生想要通过碳酸氢铵分解产生的氨气来探究氨水具有碱性，而氨气不具有碱性，按如图乙所示进行实验：（滤纸条用酚酞试液浸泡并晾干）
[资料]NH4HCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3↑+H2O+CO2↑           2NH3+H2SO4═（NH4）2 SO4
试分析：A装置中加入浓硫酸的作用是浓硫酸溶于水放热，提供热量，B中氢氧化钠固体的作用是：Ⅰ．干燥气体；Ⅱ．CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O（用化学方程式表示），该同学看到干燥的滤纸条不变红，湿润的滤纸条变红现象，得出了正确的结论．
4．小明在网络中看到镁是航空工业的重要材料，欲通过实验探究镁的性质．
（1）小明查阅资料得知镁能与稀盐酸反应，该反应属于的基本反应类型是置换反应．
（2）他取一支试管，放入一根镁条，加入一定量硫酸铜溶液，观察到镁条表面有少量气泡产生，且有黑色物质生成．镁条与硫酸铜溶液反应的现象让小明感到困惑，他去图书馆查到相关资料：
资料1：硫酸铜溶液在配制时加入了少量硫酸；
资料2：当金属粉末颗粒很小时，容易成为黑色；
资料3：实验过程中发生了一系列复杂的反应，生成的黑色粉末可能是CuO、Cu中的一种或两种．
①镁条与硫酸铜溶液反应的实验中产生的气体可能为H2（填化学式）．
②小明进一步设计实验确定黑色粉末的成分，请在下表中补全实验方案．
实验操作实验现象结论
将黑色粉末过滤、晾干后，分成两份
将其中一份装入硬质玻璃管中，向其中通入CO后，加热，并将生成的气体通入澄清石灰水中澄清石灰水
变浑浊		结论I
将另一份置于坩埚中，称其质量为m1，在空气中加热一段时间后冷却，称其质量为m2．现象I黑色粉末中含Cu
表中，结论I是黑色固体中含有CuO，实验一种固体与CO反应的化学方程式为CuO+CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Cu+CO2；现象I是样品质量增加．
1．用加热高锰酸钾制取氧气要在试管口放一团棉花的目的是：防止高锰酸钾粉末进入导管．
8．如图所示写出仪器名称：

A．酒精灯 B．烧杯 C．滴瓶 D．试管刷．
18．下列关于浓盐酸及浓硫酸的说法中有误的是（　　）
A．浓硫酸是油状粘稠的液体，有刺激性气味
B．浓盐酸稀释后可以用来给金属除锈
C．浓硫酸被稀释时会放出大量的热
D．打开浓盐酸的试剂瓶盖可以看到有白雾出现
5．下列各组溶液，不用其他试剂无法鉴别的是（　　）
A．H2SO4   NaCl  Na2CO3  CaCl2B．HCl  NaOH CuSO4Mg SO4
C．Na2CO3  K2SO4  BaCl2  HClD．NaNO3  HCl   CaCl2 KOH
2．生活中的下列变化中，属于化学变化的是（　　）
A．食物消化B．木柴折断C．水分蒸发D．石蜡熔化
3．除去下列物质中混有的少量杂质（括号内为杂质），所用方法正确的是（　　）
A．CO2气体（CO气体）--通入适量氧气，点燃
B．KCl固体（MnO2固体）--加适量水充分溶解，过滤，蒸发结晶
C．CaO固体（CaCO3固体）--加适量水充分溶解，过滤
D．NaCl溶液（CaCl2溶液）--滴加碳酸钾溶液至恰好完全反应，过滤

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