Question

2．在研究“铁生锈的条件”的实验中，某兴趣小组对实验进行了创新设计，请把实验补充完整．
【实验目的】铁生锈条件的探究．
【实验内容】取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，进行下列实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象

【实验现象】实验①②无明显现象，实验③中铁丝生锈，且试管内空气体积减小．
【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的水和氧气（填名称）发生反应的结果．
【实验思考】
（1）当铁丝足量，时间足够长，实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的$\frac{1}{5}$．
（2）该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和试管内液面上升两种现象来判断铁丝反应进行的情况．
（3）铝比铁活泼，但铝难腐蚀，原因是铝易被氧气氧化生成致密的氧化铝保护膜．
（4）某炼铁厂每天生产含杂质4%的生铁400t，?每天需要含氧化铁70%的赤铁矿多少吨？?如果改用含有杂质为25%的磁铁矿则需要多少吨这样的磁铁矿？

Answer 1

分析 根据铁生锈的条件进行分析．铁在有水和氧气并存时易生锈，空气中氧气的体积分数大约占$\frac{1}{5}$，铁生锈消耗氧气，导致试管内的压强减小，液面会上升，进入试管的水的体积大约占试管体积的$\frac{1}{5}$；根据铝的性质以及铁元素守恒进行分析解答即可．

解答 解：【实验结论】铁生锈是铁与水和氧气共同反应的结果，故填：水和氧气；
【实验思考】（1）铁生锈消耗氧气，导致试管内的压强减小，液面会上升，故当铁丝足量，时间足够长，实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的五分之一，故填：$\frac{1}{5}$；
（2）该实验可以根据铁生锈以及试管内液面上升来判断铁丝反应进行的情况，故填：试管内液面上升；
（3）铝易被氧气氧化生成致密的氧化铝保护膜，故难以腐蚀，故填：铝易被氧气氧化生成致密的氧化铝保护膜；
（4）设需要含氧化铁70%的赤铁矿的质量为x
x×70%×$\frac{56×2}{56×2+16×3}$=400t×（1-4%） x=783.7t；
设需要含有杂质为25%的磁铁矿的质量为y
y×$（1-25%）×\frac{56×3}{56×3+16×4}$=400t×（1-4%）  y=707t
答：需要含氧化铁70%的赤铁矿的质量为783.7t；需要含有杂质为25%的磁铁矿的质量为707t．

点评 本题考查的是金属的锈蚀因素以及根据化学式的计算，完成此题，可以依据已有的知识进行．