题目内容

对生活中常见金属的有关问题探究：
人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代；前两个世纪中钢铁产量是衡量国家工业和经济发展的标志．可见金属材料长期以来一直被广泛地应用着．对金属材料的探究要用到许多化学知识．
（1）“金属之最”：完成（1）～（2）的空格，并以此为例，再另外写出两个“金属之最”．
①目前世界上年产量最高的金属是；
②地壳中含量最多的金属是；
③；④．
（2）“变废为宝，回收利用”：某厂的废液中含有H₂SO₄和CuSO₄，为了防止废酸和CuSO₄污染环境，厂家设计用含铁的废弃物回收金属铜，同时生产重要的化工原料硫酸亚铁晶体，设计原理如图所示：

请你根据上述设计方案写出有关化学方程式：；．
（3）“锈蚀条件的探究”：某学生在A、B、C、D四只小烧瓶中分别放入干燥的细铁丝、浸过食盐水的细铁丝、浸过清水的细铁丝、食盐水及细铁丝，并使铁丝完全浸没在食盐水中，然后装配成如图所示的四套装置，每隔一段时间测量导管中水面上升的高度，结果如下表（表中所列数据为导管中水面上升的高度/cm）所示．
时间/小时 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
A瓶（盛干燥铁丝） 0 0 0 0 0 0 0
B瓶（盛沾了食盐水的铁丝） 0 0.4 1.2 3.4 5.6 7.6 9.8
C瓶（盛沾了清水的铁丝） 0 0 0 0.3 0.8 2.0 3.5
D瓶（盛完全浸没在食盐水中的铁丝） 0 0 0 0 0 0 0
①导管中水面为什么会上升？．
②上述实验中，铁生锈的速率由大到小的排列顺序为（填小烧瓶号）：．
③影响铁生锈的因素有：．
（4）“金属的防护”：对如何防止你的自行车的钢圈生锈提出两种方案．．
（5）“金属的冶炼”：某钢铁厂日产含4%杂质的生铁2240吨．问：需要含Fe₂O₃质量分数为80%的赤铁矿石多少吨？

解：（1）①目前世界上年产量最高的金属是铁；②地壳中含量最多的金属是铝；③熔点最低的金属是汞；④熔点最高的金属是钨．
（2）某厂的废液中含有H₂SO₄和CuSO₄，加入过量铁粉后，铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式为
（3）①铁生锈时消耗氧气，使瓶内压强降低，外界压强将水压入导管内．
②铁在有氧气和水共同接触的环境中易生锈，在酸碱盐溶液中生锈速度加快．因此上述实验中，铁生锈的速率由大到小的排列顺序为：B＞C＞A=D．
③影响铁生锈的因素有：水和氧气，有盐溶液速度最快．
（4）在钢铁表面涂刷矿物油或镀上其他金属等覆盖保护膜，可以隔绝氧气和水，防止铁生锈．因此在自行车钢圈上镀一层金属或涂油可以防止生锈．
（5）解：设需要含Fe₂O₃80%的赤铁矿石为x
2240t×（1-4%）=x×80%× $\text{[math]}$ ×100%
x=3840t
故答案为：（1）①铁；②铝；③熔点最低的金属是汞；④熔点最高的金属是钨
（2）Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑； Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄
（3）①铁生锈时消耗氧气，使瓶内压强降低．
②B＞C＞A=D．
③水和氧气，有盐溶液速度最快．．
（4）镀一层金属或涂油
（5）3840t
分析：（1）根据金属之最分析
（2）根据铁的化学性质分析
（3）根据铁生锈的条件以及防锈方法分析
（4）防止金属生锈的方法有：在金属表面涂一层油漆；在金属表面镀一层金属、在金属表面涂一层油等．
（5）根据化学变化前后元素质量不变，生铁中所含铁的质量与赤铁矿石中所含铁元素质量相等，利用这一等量关系解决本问题，其中赤铁矿石中铁元素质量即铁矿石中氧化铁所含铁元素的质量．
点评：本题考查与铁有关的知识，包括金属之最、铁的化学性质、铁生锈的条件以及有关铁的计算，属基础知识考查．

时间/小时	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
A瓶（盛干燥铁丝）	0	0	0	0	0	0
B瓶（盛沾了食盐水的铁丝）	0.4	1.2	3.4	5.6	7.6	9.8
C瓶（盛沾了清水的铁丝）	0	0	0.3	0.8	2.0	3.5
D瓶（盛完全浸没在食盐水中的铁丝）	0	0	0	0	0	0

实验方法	可能观察到的现象和结论
	如果铁丝在装O₂和装CO₂的集气瓶中都燃烧，证明CO₂支持铁的燃烧
	如果铁丝在装O₂的集气瓶中燃烧，在装CO₂的集气瓶中逐渐冷却，证明CO₂不支持铁的燃烧

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