Question

【題目】目前，我國(guó)鋼鐵產(chǎn)量居世界第一，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（一）鐵的廣泛應(yīng)用

（1）認(rèn)識(shí)鐵：從宏觀看，鐵由______組成；從微觀看，鐵由_________構(gòu)成。我國(guó)在西漢時(shí)期就有“曾青得鐵則化為銅”之說(shuō)，其化學(xué)方程式是______________________。

（2）生活中：右圖是常用的鐵鍋。用鐵鍋?zhàn)龃毒撸�是利用了鐵的___________性。防止鐵鍋生銹，通常采用的方法是____________。

（3）實(shí)驗(yàn)室：鐵絲在純凈氧氣中燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式為__________。鐵絲燃燒時(shí)火星四射，經(jīng)研究表明產(chǎn)生火星四射現(xiàn)象的原因，可能是同時(shí)生成了某種氣體，推測(cè)該氣體是___________(填化學(xué)式)。

（二）鐵銹蝕的條件探究

（4）鐵在潮濕的空氣里容易發(fā)生銹蝕，證明水一定參加了反應(yīng)，必須要做的對(duì)比實(shí)驗(yàn)是_______（填字母）。

A．①② B．①③ C．②③ D．①②③

（5）一般情況下，兩種活動(dòng)性不同的金屬在潮濕的環(huán)境中接觸時(shí)，活動(dòng)性強(qiáng)的金屬首先被腐蝕。造船工業(yè)為了避免輪船的鋼鐵外殼被腐蝕，通常在輪船外殼鑲嵌的是_____（填“鋅塊”或“銅塊”）。

（6）如圖所示，將包有樣品的濾紙包用大頭針固定在橡膠塞上，迅速塞緊，觀察到量筒內(nèi)水沿著細(xì)導(dǎo)管慢慢進(jìn)廣口瓶（容積為150mL）。當(dāng)溫度恢復(fù)至室溫，且量筒內(nèi)水面高度不變時(shí)讀數(shù)（此時(shí)瓶?jī)?nèi)氧氣含量近似為零）。記錄起始和最終量筒的讀數(shù)以及所需時(shí)間如下表。（濾紙包等所占體積忽略不計(jì)）

序號(hào)	樣品	量筒起始讀數(shù)	量筒最終讀數(shù)	所需時(shí)間/min
1	1g鐵粉、0.2 g碳和10滴水	100 mL	72 mL	約120
2	1g鐵粉、0.2g碳、10滴水和少量NaCl	100 mL	72 mL	約70
3		/	/	/

①鐵銹的主要成分是______（寫化學(xué)式）。

②實(shí)驗(yàn)1和2說(shuō)明NaCl可以_______（填“加快”或“減慢”）鐵銹蝕的速率。

③實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后廣口瓶?jī)?nèi)溫度上升，說(shuō)明鐵銹蝕過(guò)程是______（填“放熱”或“吸熱”）過(guò)程。④實(shí)驗(yàn)1和3是探究碳對(duì)鐵銹蝕速率的影響，表格空白處應(yīng)填寫的實(shí)驗(yàn)3的樣品組成是________。

⑤該裝置還可用于測(cè)量空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。根據(jù)上述數(shù)據(jù)計(jì)算氧氣的體積含量是________%（精確到小數(shù)點(diǎn)后1位）。

（三）鐵的冶煉

（7）某鋼鐵廠煉鐵的主要原料是焦炭、赤鐵礦（主要成分為氧化鐵）、石灰石等，煉鐵設(shè)備--高爐結(jié)構(gòu)如圖所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

①煉鐵的固體原料需預(yù)先經(jīng)過(guò)粉碎，其目的是___________。

②煉鐵高爐內(nèi)發(fā)生的主要過(guò)程如下：

寫出步驟寫出A、B兩步反應(yīng)的化學(xué)方程式：

A：_____________，B：________________

③資料顯示，煉鐵中焦炭的實(shí)際用量遠(yuǎn)高于理論值，可能原因是______（填字母）。

A．部分焦炭與鐵相互熔合，成為生鐵中的部分碳元素

B．焦炭轉(zhuǎn)變成一氧化碳后，并不能全部參加反應(yīng)

C．焦炭在高溫下會(huì)分解

④某煉鐵廠現(xiàn)用100t含氧化鐵80%的赤鐵礦石煉鐵，計(jì)算理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量__________span>。（計(jì)算結(jié)果精確到0.1t）

Answer 1

【答案】鐵元素 鐵原子 Fe+CuSO4==FeSO4+Cu 導(dǎo)熱 及時(shí)擦干 3Fe+2O2Fe3O4 CO2 B 鋅塊 Fe2O3 加快 放熱 1g鐵、10滴水 18.7% 增大接觸面積，加快反應(yīng)速率（使反應(yīng)充分） C+O2CO2 CO2+C2CO AB 58.3t(過(guò)程略）

【解析】

（1）從宏觀上看，物質(zhì)是由元素組成的，從微觀上看，物質(zhì)是由粒子構(gòu)成的，鐵是由鐵元素組成的，是由鐵原子構(gòu)成的；曾青就是硫酸銅溶液，因?yàn)樗�是藍(lán)綠色的，該反應(yīng)就是鐵和硫酸銅反應(yīng)生成銅硫酸亞鐵，銅附著在鐵的表面，反應(yīng)方程式為：Fe +CuSO4====Cu +FeSO4；（2）把鐵制成鐵鍋利用了鐵的導(dǎo)熱性；鐵在與氧氣、水共存時(shí)易發(fā)生銹蝕，所以為了防止鐵鍋生銹，在使用后要保持鐵鍋表面潔凈、干燥；

（3）鐵在與氧氣在點(diǎn)燃的條件下反應(yīng)生成四氧化三鐵，反應(yīng)方程式為3Fe+202Fe3O4；鐵中可能含有一定量的碳，故生成的氣體可能是二氧化碳；

（4）鐵生銹的條件是與水和氧氣直接接觸，要想證明鐵生銹時(shí)，水一定參加了反應(yīng)，就要進(jìn)行鐵在氧氣和水共同作用下的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)和鐵在只有氧氣，沒(méi)有水下的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)①是鐵在氧氣和水共同作用下的反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)②是鐵只與水接觸下的反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)③是鐵只與氧氣接觸的反應(yīng)。要想證明鐵生銹時(shí)，水一定參加了反應(yīng)，就要進(jìn)行鐵在氧氣和水共同作用下的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)和鐵在只有氧氣，沒(méi)有水下的實(shí)驗(yàn)，所以應(yīng)選實(shí)驗(yàn)①③，故選B；

（5）兩種活動(dòng)性不同的金屬在潮濕的環(huán)境中接觸時(shí)，活動(dòng)性強(qiáng)的金屬首先被腐蝕金屬，由活動(dòng)性順序表可找出比鐵活動(dòng)性強(qiáng)的金屬。所以，為了避免輪船的鋼質(zhì)外殼被腐蝕，通常在輪船外殼上鑲嵌的金屬是鋅板。

（6）①鐵銹的主要成分為Fe2O3；②實(shí)驗(yàn)1和2之間唯一的變量為是否有NaCl，根據(jù)含有NaCl的第2組實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)所需的時(shí)間較短，所以NaCl能加快鐵銹蝕的速率；③通過(guò)溫度升高，可以直接得出鐵銹蝕的過(guò)程是放熱的過(guò)程；④實(shí)驗(yàn)1和3是探究碳對(duì)鐵銹蝕速率的影響，所以該對(duì)照組間唯一的變量應(yīng)為是否含有碳，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)1有碳，則實(shí)驗(yàn)3應(yīng)不含碳，其它的因素應(yīng)完全相同，所以實(shí)驗(yàn)3的樣品組成為1g鐵粉、10滴水；⑤因?yàn)榱客矁?nèi)液體減少的體積即為廣口瓶?jī)?nèi)所含有的全部氧氣的體積，所以氧氣的體積含量是×100%=18.7%；

（7）①煉鐵的固體原料需經(jīng)過(guò)粉碎，來(lái)增大反應(yīng)接觸面積，加快反應(yīng)速率；②焦炭的主要成分為C，A：C+O2CO2，B：CO2+C2CO；③在生鐵冶煉的過(guò)程中，部分碳沒(méi)有參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移到的生鐵中，還有部分碳生成的一氧化碳沒(méi)有參加反應(yīng)而損失，所以理論值小于實(shí)際用量，故選AB；

（8）由于一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳，根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算代入的數(shù)據(jù)必須是純凈物的質(zhì)量，可設(shè)理論上可以煉出的含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是x，則

，得x=58.3t，故理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是58.3t。