Question

1．鐵是生產(chǎn)、生活中應(yīng)用很廣泛的一種金屬，某興趣小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)鐵及其化合物知識時進行了下列探究活動，請你參與其中并完成下列學(xué)習(xí)內(nèi)容．
【探究活動一】通過學(xué)習(xí)知道：鐵在常溫下能生銹，也能在純氧中燃燒．
（1）請寫出一種防止鐵鍋生銹的方法涂油．
（2）請寫出鐵絲在純氧中燃燒的化學(xué)方程式3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄．
【探究活動二】某興趣小組的同學(xué)設(shè)計了如圖甲實驗，探究鐵、鎂、銅的活動性．
（3）請你寫出試管B中反應(yīng)的化學(xué)方程式：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．
（4）張昕同學(xué)認為該實驗?zāi)艿贸鲞@三種金屬的活動性由強到弱依次為：鎂、鐵、銅；曉梅同學(xué)認為該實驗設(shè)計不合理，她的理由是：沒有控制變量．
（5）某興趣小組的同學(xué)又設(shè)計了以下實驗方案，你認為可行的是②③．（選填編號，下同）
①將鎂片、鐵片分別浸入到硫酸銅溶液中
②將鎂片、銅片分別浸入到硫酸亞鐵溶液中
③將鐵片分別浸入到硫酸鎂、硫酸銅溶液中
④將銅片分別浸入到硫酸亞鐵、硫酸鎂溶液中

【探究活動三】同學(xué)們參觀了某鋼鐵廠后，設(shè)計了如圖乙所示的實驗裝置，模擬工業(yè)煉鐵的原理，他們稱取10.0g赤鐵礦，實驗結(jié)束后稱量剩余固體的質(zhì)量為7.6g（假設(shè)赤鐵礦中的雜質(zhì)均不參與反應(yīng)）．
（6）請你寫出A裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe₂O₃ +3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（7）赤鐵礦中含氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)為80%．
（8）下列對該實驗的分析正確的是②④．
①實驗開始時，應(yīng)先加熱，再通入一氧化碳
②整套裝置有一個明顯的不足之處是沒有進行尾氣處理
③反應(yīng)結(jié)束后，為避免空氣污染，應(yīng)立即停止通入一氧化碳
④如果氫氧化鈉溶液足量，還可以利用B裝置質(zhì)量的增加量，計算出含雜質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)
【探究活動四】冶金工業(yè)廢水中常含有硝酸銀和硝酸銅，某興趣小組的同學(xué)取來一瓶廢水樣品，向其中加入鐵粉．
（9）如圖丙相關(guān)變化的圖象，一定錯誤的是C．

Answer 1

分析 【探究活動一】
鐵與水和氧氣同時接觸時容易生銹，因此隔絕水和氧氣可以防止鐵制品生銹；
鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵；
【探究活動二】
鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣；
對比試驗要確定好常量和變量；
鎂比鐵活潑，鐵比銅活潑；
【探究活動三】
高溫條件下，氧化鐵和一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳；
一氧化碳有毒，具有可燃性，和空氣或氧氣混合達到一定程度時，遇明火會發(fā)生爆炸；
氫氧化鈉溶液能夠吸收二氧化碳氣體；
鐵比銅活潑，銅比銀活潑．

解答 解：【探究活動一】
（1）用后擦干涂油可以防止鐵鍋生銹．
故填：涂油．
（2）鐵絲在純氧中燃燒的化學(xué)方程式為：3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄．
故填：3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄．
【探究活動二】
（3）試管B中鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．
故填：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．
（4）張昕同學(xué)認為該實驗?zāi)艿贸鲞@三種金屬的活動性由強到弱依次為鎂、鐵、銅，曉梅同學(xué)認為該實驗設(shè)計不合理，她的理由是沒有控制變量，即利用的酸分別是稀鹽酸和稀硫酸．
故填：沒有控制變量．
（5）①將鎂片、鐵片分別浸入到硫酸銅溶液中時，鎂片、鐵片表面都附著一層紅色固體，說明鎂、鐵都比銅活潑，不能比較鎂和鐵的活潑性，該選項不可行；
②將鎂片、銅片分別浸入到硫酸亞鐵溶液中時，鎂片表面附著一層紅色固體，說明鎂比鐵活潑，銅片無明顯現(xiàn)象，說明鐵比銅活潑，該選項可行；
③鐵片浸入到硫酸鎂溶液中時，無明顯現(xiàn)象，說明鎂比鐵活潑，鐵片浸入到硫酸銅溶液中時，鐵片表面附著一層紅色固體，說明鐵比銅活潑，該選項可行；
④將銅片分別浸入到硫酸亞鐵、硫酸鎂溶液中時，都無明顯現(xiàn)象，說明說明鎂、鐵都比銅活潑，不能比較鎂和鐵的活潑性，該選項不可行．
故填：②③．
【探究活動三】
（6）A裝置中氧化鐵和一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
故填：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（7）氧化鐵中氧元素質(zhì)量為：10.0g-7.6g=2.4g，
氧化鐵質(zhì)量為：2.4g÷（$\frac{48}{160}$×100%）=8g，
赤鐵礦中含氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{8g}{10.0g}$×100%=80%，
故填：80%．
（8）①實驗開始時，如果先加熱，再通入一氧化碳，可能會發(fā)生爆炸，該選項說法不正確；
②整套裝置有一個明顯的不足之處是沒有進行尾氣處理，該選項說法正確；
③反應(yīng)結(jié)束后，如果立即停止通入一氧化碳，會導(dǎo)致鐵被空氣中的氧氣氧化，該選項說法不正確；
④B裝置質(zhì)量的增加量是反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳質(zhì)量和反應(yīng)的化學(xué)方程式可以計算氧化鐵質(zhì)量，進一步可以計算雜質(zhì)質(zhì)量，從而計算出含雜質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)，該選項說法正確．
故填：②④．
【探究活動四】
（9）A、加入鐵粉時，鐵先和硝酸銀反應(yīng)，后和硝酸銅反應(yīng)，因此加入鐵粉一定質(zhì)量后才開始生成銅，該選項對應(yīng)關(guān)系正確；
B、鐵和硝酸銀反應(yīng)生成硝酸亞鐵和銀，隨著反應(yīng)進行，溶液質(zhì)量減小，鐵和硝酸銅反應(yīng)生成硝酸亞鐵和銅，隨著反應(yīng)進行，溶液質(zhì)量減小，當硝酸銀、硝酸銅完全反應(yīng)后溶液質(zhì)量不再變化，該選項對應(yīng)關(guān)系正確；
C、鐵和硝酸銀反應(yīng)生成硝酸亞鐵和銀，當硝酸銀完全反應(yīng)后，硝酸銀質(zhì)量分數(shù)為零，該選項對應(yīng)關(guān)系不正確；
D、鐵和硝酸銀反應(yīng)過程中，溶液中的金屬陽離子由銀離子、銅離子和反應(yīng)生成的亞鐵離子，硝酸銀完全反應(yīng)后，溶液中的金屬陽離子有亞鐵離子和銅離子，硝酸銅完全反應(yīng)后，溶液中的金屬陽離子是亞鐵離子，該選項對應(yīng)關(guān)系正確．
故填：C．

點評 本題考查了物質(zhì)的檢驗與鑒別方法、鐵及其氧化物的性質(zhì)等知識，題目難度較大，注意掌握常見金屬單質(zhì)及其化合物性質(zhì)，明確物質(zhì)檢驗與鑒別的實驗方案的設(shè)計方法．