Question

17．人类的生产和生活都离不开金属．

（1）金属元素在自然界中分布很广，地壳中含量最多的金属元素是铝．
（2）如图甲是两块金属片相互刻划后，在纯铜片上有明显的划痕．该实验探究的目的是什么？
（3）某兴趣小组用如图乙所示装置模拟炼铁．
①实验中玻璃管里观察到的现象是红色粉末逐渐变黑，石灰水中发生反应的化学方程式是CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
②该装置应如何改进？
（4）将一定量的锌加入到稀硫酸、硫酸亚铁和硫酸铜的混合液中，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生．滤渣中一定含有的物质是Cu、Fe，滤液中可能含有的物质是硫酸亚铁．
（5）该化学兴趣小组的同学利用改进后的装置进行探究，用500g含氧化铁质量分数为70%的赤铁矿，理论上可以炼出含杂质4%的生铁多少克？

Answer 1

分析 （1）根据地壳中含量最多的金属元素是铝；
（2）比较合金与纯铜的硬度；
（3）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；
（4）根据金属活动性由强到弱的顺序：锌＞铁＞H＞铜，向稀硫酸、硫酸亚铁、硫酸铜的混合溶液中加入一些锌粉，铜首先被置换出来，待铜被完全置换后，铁开始被置换；
将过滤得到固体不溶物A放入少量的盐酸中，有气体产生，说明固体中有活动性较强的铁或锌，若锌过量，固体A中含有锌；若锌量不足或恰好完全反应，则固体A中不含锌；
（5）根据化学方程式计算炼得生铁的质量．

解答 解：（1）地壳中含量最多的金属元素是铝；
（2）图B是两块金属片相互刻划后，在纯铜片上有明显的划痕．该实验探究的目的是：比较合金和纯金属的硬度；
故答案为：比较合金和纯金属的硬度
（3）①一氧化碳在高温下还原氧化铁生成铁和二氧化碳，实验中玻璃管里观察到的现象是红色粉末变为黑色；
生成的二氧化碳能和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，化学方程式是：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
②为防止一氧化碳污染空气，应进行尾气处理，在导管口点燃酒精灯或扎气球；
（4）稀硫酸、硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液中加入一些锌粉，充分反应，则所得固体A中一定含有被置换出来的铜；向滤渣中加入盐酸，有气泡产生，则滤渣中一定含有铁；如果锌过量则固体A中含有锌；由于锌是否过量不能确定，所以滤液中是否还含硫酸亚铁不能确定，但可以确定的是滤液中一定不含硫酸铜，而锌与硫酸铜反应生成硫酸锌，所以滤液中一定含有硫酸锌；
故答案为：Cu、Fe；硫酸亚铁；
（5）题目所的500t赤铁矿含有不参加化学反应的杂质，需先求出其中参加化学反应的氧化铁的质量．
赤铁矿中氧化铁的质量为：500g×70%=350g
设350g氧化铁能生成生铁的质量为x
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
160                     112
350g                x×（1-4%）
$\frac{160}{350g}=\frac{112}{x×（1-4%）}$
x=255.2g
答案：
（1）铝；
（2）比较合金和纯金属的硬度；
（3）①红色粉末逐渐变黑；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
②在导管口点燃酒精灯或扎气球；
（4）Cu、Fe；硫酸亚铁；
（5）可以炼出含杂质4%的生铁255.2g．

点评 本题难度不大，综合性较强．掌握常见合金、金属的化学性质是解决本题的关键．本题考查的是铁的冶炼的知识，完成此题，可以依据已有的知识进行．