Question

對(duì)生活中常見金屬的有關(guān)問題探究：
人類從石器時(shí)代進(jìn)入青銅器時(shí)代，繼而進(jìn)入鐵器時(shí)代；前兩個(gè)世紀(jì)中鋼鐵產(chǎn)量是衡量國(guó)家工業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的標(biāo)志．可見金屬材料長(zhǎng)期以來一直被廣泛地應(yīng)用著．對(duì)金屬材料的探究要用到許多化學(xué)知識(shí)．
（1）“金屬之最”：完成（1）～（2）的空格，并以此為例，再另外寫出兩個(gè)“金屬之最”．
①目前世界上年產(chǎn)量最高的金屬是

鐵

；
②地殼中含量最多的金屬是

鋁

；
③

熔點(diǎn)最低的金屬是汞

；④

熔點(diǎn)最高的金屬是鎢

．
（2）“變廢為寶，回收利用”：某廠的廢液中含有H₂SO₄和CuSO₄，為了防止廢酸和CuSO₄污染環(huán)境，廠家設(shè)計(jì)用含鐵的廢棄物回收金屬銅，同時(shí)生產(chǎn)重要的化工原料硫酸亞鐵晶體，設(shè)計(jì)原理如圖所示：

請(qǐng)你根據(jù)上述設(shè)計(jì)方案寫出有關(guān)化學(xué)方程式：

Fe+H₂SO₄ ═FeSO₄+H₂↑

；

Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄

．
（3）“銹蝕條件的探究”：某學(xué)生在A、B、C、D四只小燒瓶中分別放入干燥的細(xì)鐵絲、浸過食鹽水的細(xì)鐵絲、浸過清水的細(xì)鐵絲、食鹽水及細(xì)鐵絲，并使鐵絲完全浸沒在食鹽水中，然后裝配成如圖所示的四套裝置，每隔一段時(shí)間測(cè)量導(dǎo)管中水面上升的高度，結(jié)果如下表（表中所列數(shù)據(jù)為導(dǎo)管中水面上升的高度/cm）所示． 

時(shí)間/小時(shí)	0	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
A瓶（盛干燥鐵絲）	0	0	0	0	0	0	0
B瓶（盛沾了食鹽水的鐵絲）	0	0.4	1.2	3.4	5.6	7.6	9.8
C瓶（盛沾了清水的鐵絲）	0	0	0	0.3	0.8	2.0	3.5
D瓶（盛完全浸沒在食鹽水中的鐵絲）	0	0	0	0	0	0	0

①導(dǎo)管中水面為什么會(huì)上升？

鐵生銹時(shí)消耗氧氣，使瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)降低

．
②上述實(shí)驗(yàn)中，鐵生銹的速率由大到小的排列順序?yàn)椋ㄌ钚�燒瓶�?hào)）：

B＞C＞A=D

．
③影響鐵生銹的因素有：

水和氧氣，有鹽溶液速度最快．

．
（4）“金屬的防護(hù)”：對(duì)如何防止你的自行車的鋼圈生銹提出兩種方案．

鍍一層金屬或涂油

．
（5）“金屬的冶煉”：某鋼鐵廠日產(chǎn)含4%雜質(zhì)的生鐵2240噸．問：需要含F(xiàn)e₂O₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的赤鐵礦石多少噸？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)金屬之最分析
（2）根據(jù)鐵的化學(xué)性質(zhì)分析
（3）根據(jù)鐵生銹的條件以及防銹方法分析
（4）防止金屬生銹的方法有：在金屬表面涂一層油漆；在金屬表面鍍一層金屬、在金屬表面涂一層油等．
（5）根據(jù)化學(xué)變化前后元素質(zhì)量不變，生鐵中所含鐵的質(zhì)量與赤鐵礦石中所含鐵元素質(zhì)量相等，利用這一等量關(guān)系解決本問題，其中赤鐵礦石中鐵元素質(zhì)量即鐵礦石中氧化鐵所含鐵元素的質(zhì)量．

解答：解：（1）①目前世界上年產(chǎn)量最高的金屬是 鐵；②地殼中含量最多的金屬是 鋁；③熔點(diǎn)最低的金屬是汞；④熔點(diǎn)最高的金屬是鎢．
（2）某廠的廢液中含有H₂SO₄和CuSO₄，加入過量鐵粉后，鐵與硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵，鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，化學(xué)方程式為
（3）①鐵生銹時(shí)消耗氧氣，使瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)降低，外界壓強(qiáng)將水壓入導(dǎo)管內(nèi)．
②鐵在有氧氣和水共同接觸的環(huán)境中易生銹，在酸堿鹽溶液中生銹速度加快．因此上述實(shí)驗(yàn)中，鐵生銹的速率由大到小的排列順序?yàn)椋築＞C＞A=D．
③影響鐵生銹的因素有：水和氧氣，有鹽溶液速度最快．
（4）在鋼鐵表面涂刷礦物油或鍍上其他金屬等覆蓋保護(hù)膜，可以隔絕氧氣和水，防止鐵生銹．因此在自行車鋼圈上鍍一層金屬或涂油可以防止生銹．
（5）解：設(shè)需要含F(xiàn)e₂O₃80%的赤鐵礦石為x
2240t×（1-4%）=x×80%×

56×2

160

×100%
x=3840t
故答案為：（1）①鐵；②鋁；③熔點(diǎn)最低的金屬是汞；④熔點(diǎn)最高的金屬是鎢
（2）Fe+H₂SO₄ ═FeSO₄+H₂↑； Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄
（3）①鐵生銹時(shí)消耗氧氣，使瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)降低．
②B＞C＞A=D．
③水和氧氣，有鹽溶液速度最快．．
（4）鍍一層金屬或涂油
（5）3840t

點(diǎn)評(píng)：本題考查與鐵有關(guān)的知識(shí)，包括金屬之最、鐵的化學(xué)性質(zhì)、鐵生銹的條件以及有關(guān)鐵的計(jì)算，屬基礎(chǔ)知識(shí)考查．