题目内容

15．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，请把实验报告补充完整．
【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氧气、水蒸气（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）为了防止钢铁锈蚀，人们常采用在其表面涂油、刷漆或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法．这些方法都能防止锈蚀的共同原理是隔绝氧气和水；
（4）炼铁厂常以焦炭、赤铁矿（主要成分是氧化铁）、空气等为主要原料炼铁，反应过程如下：
焦炭$→_{①}^{过量空气、高温}$CO2$→_{②}^{焦炭、高温}$CO$→_{③}^{赤铁矿、高温}$Fe
请写出第③步反应的化学方程式：3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2；
（5）金属矿物的储量有限，而且不能再生；目前世界上已有50%以上的废钢铁得到回收利用，其目的是：B（填序号）   A．合理开采矿物    B．节约金属资源
【拓展迁移】一同学联想到家里铜制餐具上有一层绿色物质，认为铜在空气中也会生锈．他们上网查阅资料，知道这种绿色物质的化学成分为Cu2（OH）2CO3，俗称铜绿；铜绿在受热时又会分解，生成三种氧化物．他们根据铜绿的组成和空气的成分大胆猜测：铜生锈除了与铁生锈条件相同外，还应该有CO2参加反应．
（1）请写出铜在空气中生成铜绿的化学方程式2Cu+O2+H2O+CO2═Cu2（OH）2CO3．
（2）请写出铜绿受热分解的化学方程式Cu2（OH）2CO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H2O+CO2↑．

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五分之一，铁生锈消耗氧气，导致试管内的压强减小，液面会上升；根据保护金属资源的措施分析回答合理的建议．铁在与水和氧气并存时易生锈；防锈就是破坏铁生锈的条件．
根据方程式的写法：一写二配三注明四等号考虑本题；根据质量守恒定律，在化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类和数目不变，原子的质量不变；

解答 解：【实验结论】铁在有水和氧气并存时易生锈，故填：氧气；水蒸气；
【实验思考】（1）铁丝足量，时间足够长，则空气中的氧气全部被消耗，空气中氧气的体积约占$\frac{1}{5}$，故填：$\frac{1}{5}$；
（2）导致试管内的压强减小，液面会上升，消耗氧气的体积不同，则液面上升的程度不同，故填：试管内液面上升；
（3）在其表面涂刷矿物油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法都是使铁与氧气、水隔绝，故填：隔绝氧气和水；
（4）由于赤铁矿的主要成分是氧化铁，所以反应物是一氧化碳和氧化铁，生成物是铁和二氧化碳，用观察法配平，反应条件是高温写在等号的上边，由于反应物中有气体，生成物中的气体不能标气体上升符号．
故答案为：3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2；
（5）废钢铁回收利用的目的是节约金属资源，故填：B；
【拓展迁移】（1）Cu2（OH）2CO3中含有碳元素和氢元素，所以空气中的另外两种物质是水和二氧化碳．化学方程式为：2Cu+O2+H2O+CO2═Cu2（OH）2CO3；故填：2Cu+O2+H2O+CO2═Cu2（OH）2CO3
（2）铜绿受热分解，已知此反应的反应物、生成物、反应条件，则可知其化学方程式为：Cu2（OH）2CO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H2O+CO2↑．
故填：Cu2（OH）2CO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2 CuO+H2O+CO2↑．

点评 本题主要考查学生运用所学化学知识综合分析和解决实际问题的能力．增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力

练习册系列答案
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1．如图，为某化学变化的微观模拟示意图，其中的“”为碳原子、“”为氧原子．请你据图回答下列问题：
①图示物质中不属于化合物的是B（填序号）；其图示反应的化学方程式为2CO+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO2．
②该反应中，A、B、C三种物质的质量比为7：4：11．
2．A、B是初中化学常见的两种盐，A是硫酸盐，B是一种常见碱，其中A是一种既不溶于水也不容于硝酸的沉淀，B是一种不溶于水但溶于硝酸的红褐色沉淀，请写出相应的化学式并计算相对分子质量：
A物质的化学式BaSO4，相对分子质量233．B物质的化学式Fe（OH）3，相对分子质量107．
3．生活中常见的下列物质中属于纯净物的是（　　）
A．硬水B．自来水C．石墨D．生铁
10．用化学符号表示：
（1）两个氮原子2N；           
（2）氢氧根离子OH-；
（3）天然气的主要成分CH4；    
（4）碘酒中的溶剂C2H5OH．
20．关于空气的描述，正确的是（　　）
A．空气是由多种元素组成的化合物B．无污染的空气是一种纯净物
C．空气是组成基本固定的混合物D．空气是组成不定的混合物
7．实验室选用下列装置制取氧气．根据要求回答问题：

（1）写出图中a、b仪器的名称：a分液漏斗，b集气瓶．
（2）用A装置制取氧气，发生反应的化学方程式为2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H20+O2↑．
（3）装入药品前应先检验装置气密性．要收集一瓶干燥的氧气，应在E装置中盛放浓硫酸，气体应从导管d端通入（填c或d），此时收集装置应选用B填B、C或D）．
（4）若装置A中反应剧烈，从实验安全角度考虑，可采取的措施有②④（填序号）．
①用容积较小的锥形瓶②控制液体的滴加速度③加热反应物④降低反应物浓度
（5）写出用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O．组装一套发生与收集二氧化碳的装置，应选用如图中的A和B（填字母）．
4．维生素C（C6H8O6）主要存在于蔬菜、水果中，它能促进人体生长发育，增强人体对疾病的抵抗力．则每个维生素C分子中含有20原子．维生素C中H元素的质量分数为4.5%．
5．如图甲①～⑥是实验室部分仪器，如图乙A～E是制取气体的常见装置图，按要求回答下列问题：

（1）写出图中仪器的名称：②胶头滴管，③漏斗．
（2）量取5mL液体应使用的仪器②⑤（选填①～⑥中的序号，下同），过滤操作中应使用的仪器①③④，过滤操作还差的玻璃仪器玻璃棒．
（3）实验室加热氯酸钾制取O2，发生装置应选A（选填图中A～E的字母序号，下同），收集装置可选C或D或E，发生反应的化学方程式为2KClO3$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O2↑；若某同学实验中仪器装置如图丙，仔细观察装置中的错误共有3个．
（4）如果制取CO2要得到平稳的气流，应选的发生装置B；若用装置E来收集CO2，则气体从b端（填a或b）进入．

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