Question

12．连盐铁路是国家沿海铁路大通道的重要组成部分，也是实施江苏沿海开发国家战略的重要基础设施项目．预计2017年我县也将逐步跨入“高铁时代”如图1

（1）钢轨建设需要大量的钢铁，钢铁是混合物（选填“纯净物”或“混合物”）；属于金属（选填“金属”或“复合”）材料．
（2）工业炼铁的化学反应方程式是3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（3）铁生锈过程发生了复杂的化学反应，首先是铁与氧气，水反应生成氢氧化亚铁（Fe（OH）₂），写出该反应的化学方程式2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂，请写出生活中一种防止钢铁生锈的方法刷漆、涂油等．
（4）某电镀工厂的废墟中含有CuSO₄和FeSO₄同学们利用该废液进行了如图2的实验：
操作Ⅱ的名称是过滤；滤液中一定含有的溶质是ZnSO₄（填化学式，下同）；滤渣中一定含有的物质是Cu、Fe．
（5）将Fe₂O₃、ZnO的固体混合粉末ag，在高温条件下用足量CO还原，得到金属混合物2.42g，将生成的CO₂用足量的澄清石灰水吸收后产生5.00g白色沉淀，则a的数值为3.22．

Answer 1

分析 （1）根据钢铁的组成分析．
（2）根据工业炼铁的原理写出化学反应方程式．
（3）根据铁与氧气，水反应生成氢氧化亚铁（Fe（OH）₂），写出该反应的化学方程式，根据铁生锈的条件分析防锈的措施；
（4）根据金属与酸、盐的反应分析判断；
（5）根据反应方程式判断CO₂中的O原子来源于CO和金属氧化物，计算出氧化物中氧元素的质量，金属氧化物的质量等于金属的质量加氧化物中氧元素的质量．

解答 解：（1）钢铁是混合物；属于金属材料．
（2）工业炼铁的化学反应方程式是：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（3）铁生锈过程发生了复杂的化学反应，首先是铁与氧气，水反应生成氢氧化亚铁（Fe（OH）₂），该反应的化学方程式是：2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂，生活中防止钢铁生锈的方法有很多，例如：刷漆、涂油等．
（4）由于锌、铁、铜三种金属的活动性是：锌＞铁＞铜，含有CuSO₄和FeSO₄的废液中加入一定量的锌粉，锌先与硫酸铜反应，当硫酸铜反应完全后，锌再与硫酸亚铁反应，操作Ⅱ能将固液分开，的名称是过滤由过滤后的滤渣加入稀盐酸有气泡生成，说明了有置换出的铁，铜全部置换出来了，所以，滤液中一定含有的溶质是ZnSO₄；滤渣中一定含有的物质是Cu、Fe．
（5）设生成的二氧化碳的质量为x
CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂0
44             100
x              5g
$\frac{44}{100}=\frac{x}{5g}$ 解得：x=2.2g
发生的有关反应为：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，ZnO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Zn+CO₂，二氧化碳中碳元素的质量等于一氧化碳中碳元素的质量，故一氧化碳中碳元素质量为：2.2g×$\frac{12}{44}$=0.6g，一氧化碳中氧元素质量为0.6g×$\frac{16}{12}$=0.8g，二氧化碳中氧元素的质量为2.2g-0.6g=1.6g，从反应方程式可以看出，CO₂中的O原子来源于CO和金属氧化物，故金属氧化物中氧元素的质量为1.6g-0.8g=0.8g，所以金属氧化物的质量为：2.42g+0.8g=3.22g，即a=3.22．
故答为：（1）混合物，金属；（2）3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；（3）2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂刷漆、涂油等（4）过滤，ZnSO₄，Cu、Fe；（5）3.22．

点评 本题通过连盐铁路，考查了金属材料、铁的冶炼、生锈集合防止生锈的措施、金属的活动性顺序表的应用等知识，难度不大，但涉及的知识点较多，应加强有关金属知识的学习．