题目内容

【题目】金属材料在生产、生活中有着广泛的应用。

(1)人类每年从自然界开采大量的金属,其中开采量最大的是铁。用赤铁矿(主要成分为Fe2O3)和一氧化碳炼铁的化学方程式为_____________________________。

(2)北京奥运会用到多种材料。下列应用中使用金属材料的有__________(填序号)。

①使用金、银和铜等制作奖牌 ②使用纯羊毛和聚酯纤维制作“福娃”

③使用新型钢材建造“鸟巢” ④使用聚氟乙烯制造“水立方”外层膜

(3)金属矿物的储量有限,而且不能再生,所以保护金属资源尤为重要。保护金属资源的有效途径是________________________________________(答出两条即可)。

【答案】 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 ①③ 防止金属腐蚀、回收利用废旧金属、合理有效开采矿物、寻找金属的代用品等

【解析】(1)用一氧化碳还原氧化铁炼铁,主要是利用的还原性,在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为; (2)①使用金、银和铜等制作奖牌,是用合金制成的,属于金属材料;②使用纯羊毛和聚酯纤维制作“福娃”,是用合成纤维制成的,属于合成材料;③使用新型钢材建造“鸟巢”,是用钢制成的,钢是铁的合金,属于金属材料;④使用聚氟乙烯制造“水立方”外层膜,是用塑料制成的,属于合成材料;(3)保护金属资源的有效途径有:防止金属的锈蚀;回收利用废旧金属可节约原料、节省能源,是一种保护金属资源的有效途径;有计划、合理地开采矿物,否则既浪费了资源,又损害了国家利益;寻找金属的代用品,减少了金属的使用等。

练习册系列答案
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【题目】早在春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器。工业炼铁把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉,在高温下,利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。

一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为: 。其中,石灰石起的作用是 。

(一)甲组同学在学习炼铁的相关内容时,对炼铁时还原剂的选择进行了如下探究。

【提出问题】

单质碳也具有还原性,碳还原氧化铁的化学方程式为 。为什么工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石?

【猜想与假设】

焦炭和铁矿石都是固体,接触面积小,反应不易完全。

【进行实验】

①称取两份相同质量的氧化铁粉末。一份与足量的碳粉均匀混合放入图1装置A的试管中;另一份放入图1装置B的玻璃管中。

②图1装置A和B两组实验同时开始进行。在图1装置B的反应中,实验开始前应先 (选填“通CO”或“加热”); 实验结束后应继续通入CO直至冷却至室温,其原因是 。

【实验现象】

当图1装置B的玻璃管中固体完全由 时(选填“红色变为黑色”或“黑色变为红色”),图1装置A的试管中仍有 。

【解释与结论】

焦炭和铁矿石都是固体,接触面积小,反应确实不易完全,这可能是工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石的一个原因。

【完善实验】

联想到单质碳的一些化学性质,甲同学认为在碳还原氧化铁的反应中可能还会有CO产生。为了证明碳还原氧化铁所得的气体中含有CO和CO2,将该气体通过图2的检验装置。图2A装置中的试剂是(写名称,下同) ,图2B装置中的试剂是氢氧化钠溶液,用以吸收二氧化碳(2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O );证明原混合气体中CO2存在的化学方程式 ;证明原混合气体中CO存在的实验现象是 ;经过检验,证实碳还原氧化铁所得的气体中确实含有CO和CO2。

(二)精还原铁粉是一种重要的化工原料,某兴趣小组对其进行下列研究:

【物质制备】

利用绿矾制备精还原铁粉的工艺流程如下:

粗还原铁粉中还含有少量铁的氧化物和Fe3C杂质,可用氢气在高温下进一步还原,其反应方程式为

FexOy+yH2xFe+yH2O,Fe3C+2H23Fe+CH4。

【含量测定】

为得到精还原铁粉并测定粗还原铁粉中氧和碳元素的质量分数,按图装置进行实验。

已知3CH4+4Fe2O33CO2+6H2O+8Fe(假设每步反应都完全,且不考虑装置内原有空气对测定结果的影响)。

(1)主要实验步骤如下:

①按顺序组装仪器,检查装置的气密性,称量样品和必要装置的质量;

②缓缓通入纯净干燥的H2;

③点燃酒精灯, (填“先点A处,后点C处”或“先点C处,后点A处”);

④分别熄灭A处、C处酒精灯;

⑤再缓缓通入少量H2;

⑥再次称量必要装置的质量

(2)步骤②的目的是 ,验证该步骤目的达到的实验方法是 ;

(3)若缺少装置D,则所测氧元素的质量分数将 (填“偏大”,“偏小”或“不变”)。

(4)粗还原铁粉样品的质量为15.000g,装置B、E分别增重0.270g和0.330g,则计算样品出中碳、氧元素的质量分数分别是 。(列出计算过程,2分)

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