题目内容

8．目前，我国钢铁产量居世界第一，为国民经济的发展奠定了坚实的基础．
（一）铁材料的有关知识
（1）人类使用金属先后经历了“青铜”、“铁器”时代，直到近代才开始大量使用铝材料．这也反映出Cu、Fe、Al三种金属的活动性由强到弱的顺序是Al、Fe、Cu．
（2）钢铁材料通常分为生铁和钢．
①生铁和钢物理性质有很大差异主要由于B（选填序号）．
A．生铁是混合物，钢是纯净物     B．含碳量不同
②钢铁露置在空气中易生锈，请提出防止其生锈的一种措施刷油．
（二）铁及其化合物的实验
（3）将Fe粉溶于稀H2SO4，此反应属于置换反应（填基本反应类型）．用点燃法检验生成的H2前必须验纯．
（4）向上述反应后溶液中滴加NaOH溶液，生成白色Fe（OH）2沉淀，随后沉淀变为灰绿色．
①生成Fe（OH）2反应：FeSO4+2NaOH═Fe（OH）2↓+↓+Na2SO4．
②白色沉淀变为灰绿色的原因之一是部分Fe（OH）2接触空气氧化生成Fe（OH）3，反
应的化学方程式4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3．生成的Fe（OH）3分解为Fe2O3．
（三）铁的冶炼
化学兴趣小组同学在实验室里利用碳和氧化铁反应模拟炼铁，得到了无色气体A和黑色粉末B，并探究两者的成分．

甲组同学对无色气体A的成分进行探究．
【猜想与假设】
猜想1：A中只有CO2；  猜想2：A中只有CO；  猜想3：A中有CO2和CO．
【实验验证】
甲组同学按如下图示进行实验（箭头表示气体流向，NaOH溶液是除去气体中的CO2）．

【讨论交流】
实验证实猜想3正确，则：
（5）Ⅰ中澄清石灰水的作用是检验CO2，能证明猜想3成立的现象是变浑浊．
（6）Ⅲ中反应的化学方程式CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO2．
乙组同学对黑色粉末B的成分进行探究．
【查阅资料】
①碳（或一氧化碳）还原氧化铁的固体产物可能有四氧化三铁、氧化亚铁、铁．
②碳（或一氧化碳）还原氧化铁的产物成分与反应温度、反应时间等因素有关．
物质
性质		四氧化三铁氧化亚铁氧化铁铁粉
颜色黑色黑色红色黑色
能否被磁铁吸引能不能不能能
【初步实验与猜想】
（7）小组同学将反应后的黑色固体研磨后，再用磁铁吸引，发现黑色固体粉末全部能被吸引，则该黑色固体粉末中不可能含有氧化铁和氧化亚铁（或FeO）．
（8）进行猜想：黑色固体粉末可能是：
猜想一：全部是Fe；猜想二：全部是Fe3O4；猜想三：是Fe和Fe3O4的混合物．
【进一步实验】该小组按如下图装置设计并实验，测得下列数据：

①应前称取6.0g黑色粉末B加入玻璃管内（玻璃管的质量为60.0g）；
②充分反应后管内固体全部是铁，玻璃管和管内固体的总质量64.4g（已冷却到室温）．
【得出结论】
（9）根据上述数据，经计算得出该黑色粉末B中Fe3O4质量为5.8g．
【反思与评价】碳（或一氧化碳）还原氧化铁的实验中，若要得到铁可适当提高反应温度和延长反应时间．

分析 （一）根据金属的活动性来分析；根据材料的分类来分析；首先根据反应原理找出反应物、生成物、反应条件，根据化学方程式的书写方法、步骤（写、配、注、等）进行书写即可．根据生锈的条件考虑防锈的措施；
（二）根据金属的化学性质以及反应类型的判断、氢气的验纯来分析；根据反应的原理来书写方程式；根据亚铁离子的检验方法来分析；
（三）（5）根据检验二氧化碳的方法来分析；根据一氧化碳的性质来分析；
（6）在加热的条件下，一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳；
【初步实验与猜想】
（7）根据题意黑色固体粉末全部能被吸引分析不可能含有的物质；
（8）根据铁和四氧化三铁都是黑色、都能被磁铁吸引，对黑色粉末进行猜想．
（9）根据题干信息可知，加热反应后，固体减少的质量为氧元素的质量求出四氧化三铁的质量．

解答 解：（一）1、Cu、Fe、Al三种金属的活动性由强到弱的顺序是Al、Fe、Cu；故填：Al、Fe、Cu；
2、①钢和生铁属于金属材料、聚乙烯塑料属于有机合成材料，不包括无机非金属材料；故填：B；
②铁生锈的条件是与氧气和水共同接触，只要将铁制品与水或氧气隔绝就行了，所以在铁制品表面涂油、喷漆即可；故填：涂油（答案合理即可）；
（二）（3）铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，是由一种单质与一种化合物反应生成新的单质与新的化合物，属于置换反应，氢气具有可燃性，若不纯点燃可能会发生爆炸，所以点燃氢气之前，一定要验纯；故填：置换反应；验纯；
（4）①硫酸亚铁与氢氧化钠发生复分解反应生成氢氧化亚铁和硫酸钠，化学方程式为：：2NaOH+FeSO4=Fe（OH）2↓+Na2SO4；
②氢氧化亚铁、水与氧气反应生成氢氧化铁；故填：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；
（三）（5）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，所以Ⅰ中澄清石灰水是用来检验气体中是否含有二氧化碳，故填：检验CO2；
若气体A是一氧化碳与二氧化碳的混合物，则会观察到Ⅰ中澄清石灰水变浑浊，在加热的条件下，一氧化碳能将黑色的氧化铜还原为红色的铜，同时生成二氧化碳，观察到Ⅳ中澄清石灰水变浑浊，故填：Ⅰ中澄清石灰水变浑浊，Ⅲ中黑色固体变为红色（或I、Ⅳ中澄清石灰水均变浑浊）；
（2）在加热的条件下，一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，化学方程式为：CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO2，故填：CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO2；
【初步实验与猜想】
（7）由题意可知，黑色固体粉末全部能被吸引，则该黑色固体粉末中不可能含有氧化铁和氧化亚铁．故填：氧化亚铁（或FeO）；
（8）由题意可知，黑色固体粉末全部能被吸引，黑色固体粉末可能是全部为铁或全部为四氧化三铁或四氧化三铁与铁粉的混合物．故填：Fe和Fe3O4的混合物；
（9）根据题干信息可知，加热反应后，固体减少的质量为氧元素的质量，即60.0g+6g-64.4g=1.6g，四氧化三铁的质量为：1.6g÷$\frac{16×4}{56×3+16×4}$=5.8g
答案：
（一）（1）Al  Fe   Cu；
 （2）B；   刷油；
（二）（3）置换；  验纯；（4）Na2SO4 4Fe（OH）2+O2+2H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe（OH）3
（三）（5）检验CO2；变浑浊；【I 变浑浊，III中固体变红，合理就行】
（6）CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO2； 
（7）氧化亚铁（或FeO）；
（8）Fe和Fe3O4；
（9）5.8．

点评 本题综合性较强，较全面的考查了一氧化碳还原氧化铁，尤其是利用数据对混合物的判断增加了试题难度，掌握反应前后元素的质量不变，并会结合化学式分析即可顺利解答．

练习册系列答案
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A．-3B．+1C．+3D．+5
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16．某课外活动小组为测定当地石灰石中含碳酸钙的质量分数，取来了一些矿石，并取稀盐酸200g，平均分成4份，进行实验，结果如表：
实验1234
加入样品的质量/g5101520
生成CO2的质量/g1.543.084.4m
（1）哪几项反应中盐酸有剩余1、2；
（2）上表中m的数值是4.4；
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（4）试计算15克这种石灰石矿中碳酸钙的质量（该题写出计算步骤）
3．如图是某反应的微观示意图，下列说法正确的是（　　）
A．生成物中有单质B．反应前后氧元素的化合价不变
C．中硫元素的化合价为+2价D．参加反应的 和 的质量比为17：24
13．根据如图所示实验装置图，回答问题：

（1）写出标有序号的仪器名称：①酒精灯；②试管；
（2）实验室若用加热氯酸钾和二氧化锰的方法制取氧气，选用的发生装置是A（填装置代号），收集较纯的氧气可以选用C收集装置（填装置代号），若要将收集的氧气能较长时间存放，可用的方法是排水法收集氧气时，集气瓶内水不排尽，用玻璃片盖住，倒放在桌上；写出该反应的化学方程式2KClO3$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O2↑．
（3）实验室制取二氧化碳时，选择的发生装置和收集装置是BE（填字母），写出该反应的化学方程式CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；如何将该发生装置改装成可以随时添加液体药品的装置？将单孔橡皮塞换成双孔橡皮塞，并插上长颈漏斗．
20．水在化学实验中具有重要作用．请根据如图所示实验回答问题：

①实验2发生反应的化学方程式为2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H2↑+O2↑，由此可以得出水是由氢、氧元素组成的．
从微观角度分析，实验1和实验2的本质区别是水分子是否改变；
②实验3中，打开分液漏斗，一段时间后观察：A处铁丝依然光亮，B处铁丝表面灰暗，D处铁丝依然光亮．铁在空气中生锈是铁与氧气、水等物质作用的结果．A、B对比说明铁生锈主要与水有关；B、D对比说明铁生锈的快慢与氧气的浓度有关．
17．以下是初中化学的一些基本实验：

①上述实验中不能达到实验目的是A（填字母）．
②A中盛放木炭的仪器名称是燃烧匙；一段时间后，B中的实验现象为铁丝表面出现红色固体，U型管中液面左高右低；C中硬质玻璃管内发生反应的化学方程式为Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2．
18．请用化学用语填空．
（1）氧元素O；（2）2个氢原子2H；（3）3个氮分子3N2．

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