Question

18．铝、铜和铁及化合物在生产、生活中广泛使用．
（1）工业上用一氧化碳和赤铁矿（主要成分是氧化铁）冶炼铁，反应的化学方程式为3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
（2）每年世界上钢铁的产量很高，钢铁的锈蚀也给人类带来了巨大的损失．铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的水和氧气共同作用的结果．为了防止钢铁锈蚀，人们常采用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．这些方法都能防止锈蚀的共同原理是阻止铁与氧气接触．
（3）铜表面也容易生成绿色铜锈，铜锈的主要成分是碱式碳酸铜，化学式为Cu₂（OH）₂CO₃，其组成元素有4种．老师用生锈的铜片、铁粉和稀硫酸进行实验，实验过程如图所示（部分生成物已略去）．

①紫红色固体C的化学式为Cu；从溶液B中分离出固体C的操作是过滤．
②写出II中反应的化学方程式Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．
③试推测无色气体A为二氧化碳．（填名称）
（4）小善同学查阅资料得知，防止木质文物变形的常用方法是：将明矾结晶在木质纤维间隙中．受资料启发，他在家里尝试做明矾的结晶实验，具体做法及现象如图．
以上实验可推断：在一定量的水中，明矾的溶解限量随温度的升高而增大；（填“增大”或“减小”）
明矾晶体析出后剩余的溶液是饱和溶液．（填“饱和”或“不饱和”）

Answer 1

分析 （1）根据方程式的书写方法考虑；
（2）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
（3）根据铜锈的成分，判断它与稀硫酸反应的产物，再由颜色确定ABCD是什么，根据各步发生的反应写出方程式．
（4）大部分固体物质的溶解度随着温度的升高而增大．在温度不变的情况下，析出晶体后的溶液是饱和溶液．

解答 解：（1）一氧化碳还原氧化铁的反应物是氧化铁和一氧化碳，生成物是铁和二氧化碳，用观察法配平，反应条件是高温．故填：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（2）铁在与水和氧气并存时易生锈，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，这些方法都能阻止铁与氧气接触，故填：水，氧气；阻止铁与氧气接触；
（3）Cu₂（OH）₂CO₃由铜、氧、氢、碳四种元素组成．铜锈为Cu₂（OH）₂CO₃，与硫酸反应可生成硫酸铜，二氧化碳和水，无色气体A为二氧化碳，蓝色溶液B为硫酸铜溶液，紫红色固体是不反应的铜；由于铁和上步的稀硫酸过量，所以Ⅱ中反应的化学方程式Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．过滤的方法可以将固体与液体分开．
故填：4；①Cu；过滤；②Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；二氧化碳．
（4）由图可知，当温度降低时有晶体析出，明矾的溶解限量随温度的升高而增大；故填：增大．
明矾晶体析出后剩余的溶液是饱和溶液．故填：饱和

点评 学习时要理解炼铁的原理，了解铁生锈的条件，解题时认真审题，学习过程中要重点培养推断能力．此题还考查学生的综合分析能力，不但要求学生具备有关物质的基础知识，而且要有实验操作的经历和分析、解决化学实验问题的能力．解题时需要认真分析题目给出的条件，联系实际，逐一分析推断．