Question

近日，電影《泰坦尼克號》3D版重現(xiàn)熒屏，掀起一股觀影狂潮．這艘號稱“永不沉沒的巨輪”，在建造的過程中使用了數(shù)以萬噸的鋼鐵．鋼鐵是生活中使用最多的金屬材料．
（1）生鐵和鋼都是鐵合金，其中含碳量較高的是

生鐵

．
（2）在煉鐵高爐中將赤鐵礦（主要成分Fe₂O₃）還原為鐵的主要化學方程式是

Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂

．
（3）鋁、銅、鐵是人類廣泛使用的三種金屬，用下列試劑驗證這三種金屬的活動性順序，能達到目的是

B

（填序號）．
A．硫酸鋁溶液        B．硫酸亞鐵溶液        C．硫酸銅溶液
（4）將一定質量氧化銅加入稀硫酸中完全溶解后，再加入鐵粉充分反應，過濾，再將濾渣加入足量稀硫酸中，有氣泡冒出，充分反應后，剩余固體物質的質量為6.4g，原氧化銅的質量為

8

g．
（5）將鋅粉加入到盛有一定質量的硫酸亞鐵溶液的燒杯中，請在如圖坐標內畫出燒杯中溶液質量與反應時間的關系圖．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)生鐵與鋼的含碳量分析解答；
（2）依據(jù)赤鐵礦在高爐中發(fā)生氧化鐵和一氧化碳的反應書寫即可；
（3）若要驗證三種金屬的活動性，如果只用一種溶液，就要選擇活動性居中的金屬的鹽溶液．
（4）根據(jù)金屬活動性由強到弱的順序：鐵＞氫＞銅，分析氧化銅中加入稀硫酸發(fā)生的反應（CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O），再加入鐵粉可能發(fā)生的反應（Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu、Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑），依據(jù)實驗現(xiàn)象“濾渣中加入足量稀硫酸中，有氣泡冒出”，判斷發(fā)生反應后所得濾渣和濾液的成分，并進而利用氧化銅與銅的關系計算即可．
（3）根據(jù)金屬鋅與一定質量的硫酸亞鐵溶液反應的事實，分析反應后溶液質量的變化，繪制燒杯中溶液質量（m）隨時間（t）變化的關系圖．

解答：解：（1）生鐵和鋼的本質區(qū)別是含碳量不同，生鐵為2%～4.3%，鋼為0.03%～2%．故含碳量較高的是生鐵．
（2）在煉鐵高爐中將赤鐵礦（主要成分Fe₂O₃）還原為鐵的主要化學反應是氧化鐵與一氧化碳反應生成鐵與二氧化碳；
（3）驗證三種金屬的活動性，如果只用一種溶液，就要選擇活動性居中的金屬的鹽溶液；
（4）根據(jù)實驗現(xiàn)象“濾渣中加入足量稀硫酸中，有氣泡冒出”可知，充分反應后濾渣中含有鐵，說明加入的鐵是過量的；此時濾液中不存在硫酸和硫酸銅，則所得濾渣中一定含有銅、鐵，濾液中一定含有硫酸亞鐵；將濾渣中加入足量稀硫酸中，充分反應后，剩余固體物質為銅，銅的質量為6.4g；根據(jù)元素質量守恒，由銅的質量可以計算出參加反應的氧化銅的質量．
設氧化銅的質量是x
Cu---CuO
64    80
6.4g   x

64

80

=

6.4g

x

x=8g．
（4）將鋅加入到盛有一定質量的硫酸亞鐵溶液的燒杯中，鋅與硫酸亞鐵反應生成硫酸鋅和鐵，根據(jù)反應的化學方程式可知每65份質量的鐵可置換出56份質量的鐵，因此隨著反應的發(fā)生，溶液的質量逐漸增大，直到硫酸亞鐵或鋅粉完全反應，溶液質量不再變化；
故答案為：（1）生鐵．（2）Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂；（3）B；（4）8．
（5）如圖：

點評：“三取中”檢驗金屬活動性強弱的方法為：取三種金屬中中間金屬與兩端金屬的鹽溶液反應或取中間金屬的鹽溶液與兩端金屬反應．