化學人教版九下同步講義：8.3 金屬資源的利用和保護

課題3金屬資源的利用和保護一、學習目標1．知道常見的金屬（鐵、鋁等）礦物；了解從鐵礦石中將鐵還原出來的方法2．會根據(jù)化學方程式對含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進行有關(guān)計算3．了解金屬銹蝕的條件以及防止金屬銹蝕的簡單方法二、重難點重點：鐵的冶煉，以及有關(guān)鐵的銹蝕以及防護的“活動與探究”難點：化學方程式中有關(guān)雜質(zhì)問題的計算，以及對鐵的銹蝕防護的“活動探究“的結(jié)論的辨析歸納，從而得出鐵生銹的條件，以及防銹的方法三、考點精講（一）鐵的冶煉1.金屬資源的存在少數(shù)很不活潑的金屬（如：金、銀、鉑等）以單質(zhì)形式存在，其余金屬都以化合物的形式存在。赤鐵礦主要成分是三氧化二鐵，化學式Fe2O3；磁鐵礦主要成分是四氧化三鐵，化學式Fe3O4。2.工業(yè)煉鐵（1）實驗原理：化學方程式Fe2O3+3CO高溫2Fe+3CO2，（2）實驗裝置：（見右圖）（3）實驗現(xiàn)象：紅色固體變?yōu)楹谏?，澄清石灰水變渾濁，導管末端產(chǎn)生藍色火焰。（4）注意事項：①實驗開始時先通CO再點燃酒精噴燈加熱，目的是排出裝置內(nèi)的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸。②實驗完畢后，先撤除酒精噴燈，要繼續(xù)通入CO至裝置冷卻，目的是防止還原生成鐵粉在較高的溫度下重新被氧化以及裝置溫度降低試管中的液體倒吸入直玻璃管而炸裂。③尾氣的處理：用氣球收集或者用酒精燈點燃，防止CO污染空氣。④用一氧化碳和磁鐵礦煉鐵的化學方程式：4CO+Fe3O4高溫3Fe+4CO2⑤鐵礦石煉鐵的原料：鐵礦石、焦炭、石灰石。焦炭的作用是提供熱量并生成還原劑。石灰石的作用：將礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)變?yōu)闉V渣。3.還原反應(yīng)含氧化合物中的氧被奪去的反應(yīng)屬于還原反應(yīng)。常用的還原劑有一氧化碳、氫氣、碳。典型例題1：利用如圖所示實驗裝置模擬工業(yè)煉鐵。下列說法正確的是（）A．反應(yīng)前后Fe元素的化合價由+2價變?yōu)?價 B．充分加熱，a處固體由黑色變?yōu)榧t色 C．b處可以用澄清石灰水檢驗生成的CO2 D．可用水吸收尾氣中的CO【答案】C【解析】A、氧化鐵中鐵元素化合價是+3，反應(yīng)后鐵中鐵元素化合價是0，錯誤；B、氧化鐵是紅棕色固體，鐵是黑色固體，充分加熱，a處固體由紅棕色變黑色，錯誤；C、b處可以用澄清石灰水檢驗生成的CO2，正確；D、一氧化碳難溶于水，不能用水吸收一氧化碳，錯誤。典型例題2：早在春秋戰(zhàn)國時期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器。某實驗小組利用焦炭和Fe2O3模擬早期煉鐵并檢驗可能的產(chǎn)物，實驗裝置如圖：【查閱資料】①鐵粉為黑色；常溫下，F(xiàn)e、Fe2O3可被磁鐵吸引；②PbCl2溶液可用于檢驗CO，原理是：PdCl2+CO+H2O═Pd↓+CO2+2HCl；③Fe3O4與硫酸反應(yīng)：Fe3O4+4H2SO4═FeSO4+Fe2（SO4）3+4H2O?！緦嶒灛F(xiàn)象】澄清石灰水變渾濁，PdCl2溶液中產(chǎn)生黑色沉淀，玻璃管內(nèi)粉末全部變成黑色。冷卻后，用磁鐵靠近黑色固體，黑色固體被部分吸引。（1）儀器A的名稱是。（2）為了檢驗氣體產(chǎn)物，裝置從左到右的接口連接順序為a→→→→。（3）澄清石灰水變渾濁的化學方程式為?！緦嶒灲Y(jié)論】反應(yīng)生成CO和CO2，磁鐵上的黑色固體可能是Fe、Fe3O4?！咎岢霾孪搿看盆F上的黑色固體是什么？猜想一：Fe猜想二：Fe3O4猜想三：Fe和Fe3O4【設(shè)計實驗】設(shè)計思路操作現(xiàn)象結(jié)論定性實驗取少量黑色固體于試管中，加入足量稀硫酸，充分反應(yīng)固體完全溶解，產(chǎn)生氣泡猜想成立定量實驗取一定質(zhì)量的稀硫酸（足量）放入燒杯中，加入5.6g黑色固體，充分反應(yīng)后稱量溶液的質(zhì)量固體完全溶解，產(chǎn)生氣泡，溶液增加的質(zhì)量為g。猜想一成立【歸納總結(jié)】根據(jù)實驗結(jié)論和探究結(jié)果C與Fe2O3反應(yīng)的化學方程式為?！敬鸢浮俊緦嶒灛F(xiàn)象】（1）酒精燈（2）debc（3）CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O【設(shè)計實驗】一和三5.4【歸納總結(jié)】2C+Fe2O3△2Fe+CO↑+CO2↑（合理即可）【解析】【實驗現(xiàn)象】（1）儀器A是酒精燈。（2）根據(jù)澄清石灰水變渾濁，PdCl2溶液中產(chǎn)生黑色沉淀可知生成的氣體中含有CO2和CO，在檢驗兩個氣體時，由于二氧化碳能溶于水，故需要先將氣體通入澄清石灰水檢驗CO2，后通入PdCl2溶液檢驗CO，故裝置連接順序為a→d→e→b→c。（3）澄清石灰水變渾濁的原因是由于二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，化學方程式為：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O?！驹O(shè)計實驗】取少量黑色固體于試管中，加入足量稀硫酸，充分反應(yīng)，固體溶解并產(chǎn)生氣泡，說明黑色固體中含有鐵，故猜想一和猜想三成立；若猜想一成立，黑色固體全是鐵，則5.6g的黑色固體全是鐵，設(shè)5.6g鐵與足量稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為x；Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑5625.6gx56/5.6g=2/xx＝0.2g則溶液增加的質(zhì)量為5.6g﹣0.2g＝5.4g。【鞏固提升】1．下圖是“一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)”的部分實驗裝置，關(guān)于該實驗說法正確的是（）A.充分反應(yīng)后，向固體中加稀鹽酸會產(chǎn)生氣泡B.在實驗過程中，黑色的粉末會逐漸變成紅色C.該實驗的反應(yīng)原理為FeO+CO高溫Fe+CO2D.在實驗過程中，產(chǎn)生的尾氣可以直接排放到空氣中【答案】A【解析】A、生成的Fe能與鹽酸反應(yīng)生成氫氣，有氣泡，正確；B、反應(yīng)中紅色的氧化鐵變?yōu)楹谏蔫F，錯誤；C、不符合客觀事實，錯誤；D、產(chǎn)生的尾氣中含量未反應(yīng)完的CO，有毒，需要進行尾氣處理，錯誤。2．冶煉金屬需要考慮多方面因素：（1）固體氧化鎂或氯化鎂加熱至熔化后電解都能制得金屬鎂。從節(jié)能方面考慮，工業(yè)上選擇了氯化鎂，是因為這兩種物質(zhì)的（填物理性質(zhì)）不同。（2）①高爐煉鐵選用鐵礦石作為原料應(yīng)考虎的因素有（寫一點即可）。②冶煉時將鐵礦石粉碎的目的是。③赤鐵礦石（主要成分是Fe2O3）煉鐵的化學方程式為?！敬鸢浮浚?）熔點（2）①考慮礦石中鐵元素的含量或是否在冶煉過程中造成環(huán)境污染（合理即可）；②增大反應(yīng)物之間的接觸面積，加快反應(yīng)速率或使之充分反應(yīng)③3CO+Fe2O3高溫2Fe+3CO2。【解析】（1）固體氧化鎂或氯化鎂加熱至熔化后電解都能制得金屬鎂。氧化鎂的熔點高，熔融時需要消耗大量的能量，氯化鎂的熔點低，易熔融。從節(jié)能方面考慮，工業(yè)上選擇了氯化鎂，是因為這兩種物質(zhì)的熔點不同。（2）①高爐煉鐵選用鐵礦石作為原料應(yīng)考虎的因素有：考慮礦石中鐵元素的含量或是否在冶煉過程中造成環(huán)境污染等。②冶煉時將鐵礦石粉碎的目的是：增大反應(yīng)物之間的接觸，加快反應(yīng)速率（或使之充分反應(yīng)）。③在在高溫條件一氧化碳與氧化鐵的反應(yīng)生成了鐵和二氧化碳，所以赤鐵礦石（主要成分是Fe2O3）煉鐵的化學方程式為：3CO+Fe2O3高溫2Fe+3CO2。3．某興趣小組的同學們利用如圖所示的裝置對CO還原Fe2O3粉末的實驗進行探究（固定裝置略）?！静殚嗁Y料】CO能溶于銅液[醋酸二氨合銅（Ⅰ）和氨水的混合液]（1）按如圖連接裝置A﹣E，在裝入試劑前，先。（2）寫出裝置B中反應(yīng)的化學方程式。（3）通入CO2一段時間后，先點燃處酒精噴燈（填“A”或“D”）。（4）裝置C中玻璃管的作用：。（5）反應(yīng)一段時間后，能證明CO與Fe2O3反應(yīng)的實驗現(xiàn)象：；。寫出裝置D中反應(yīng)的化學方程式。（6）某同學認為該裝置有缺陷，需在裝置E后再連接裝置F，其目的是。裝置E、F的接口連接順序：a連接（填“b”或“c”）?！敬鸢浮浚?）檢查裝置的氣密性（2）CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O（3）A（4）調(diào)節(jié)壓強（5）D中玻璃管內(nèi)紅色固體變成黑色E中澄清的石灰水變渾濁3CO+Fe2O3高溫2Fe+3CO2（6）吸收一氧化碳【解析】（1）按如圖連接裝置A﹣E，在裝入試劑前，先檢查裝置的氣密性；（2）B中，二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，化學方程式為CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O；（3）A中在高溫的條件下，二氧化碳與碳反應(yīng)生成一氧化碳，一氧化碳具有可燃性，若一氧化碳不純加熱時可能會發(fā)生爆炸，所以通入CO2一段時間后，先點燃A處酒精噴燈，讓產(chǎn)生的一氧化碳排凈裝置內(nèi)的空氣；（4）裝置C中玻璃管的作用是調(diào)節(jié)壓強；（5）在高溫的條件下，一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，化學方程式為3CO+Fe2O3高溫2Fe+3CO2，實驗中觀察到D中玻璃管內(nèi)紅色固體變成黑色，E中澄清的石灰水變渾濁；（6）該裝置沒有尾氣處理裝置，因為尾氣中含有有毒的一氧化碳氣體，直接排放到空氣中會造成空氣污染，因為CO能溶于銅液，所以可在E后連接F裝置，用于吸收一氧化碳，尾氣從長管進入。（二）金屬資源保護1.金屬的銹蝕與防護（1）鋼鐵的銹蝕主要是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等物質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)的結(jié)果。鋼鐵的成分和環(huán)境的溫度、濕度、酸堿性等都是影響鋼鐵銹蝕的因素。實驗時用煮沸并迅速冷卻的蒸餾水的目的是除去水中溶解的氧氣。實驗的現(xiàn)象：試管1中的鐵釘生銹，而試管2、3中的鐵釘無明顯現(xiàn)象。（2）鐵銹的主要成分是氧化鐵，化學式為Fe2O3，顏色為紅褐色，是混合物。鐵銹的結(jié)構(gòu)疏松多孔，不僅不能阻止鋼鐵制品與空氣和水的接觸，還會把空氣和水保留在鐵制品的表面，進一步加速銹蝕。（3）聯(lián)系生活實際完成下列表鋼鐵制品具體防銹措施自行車鏈條涂油不銹鋼餐具改變金屬的組成和結(jié)構(gòu)變成合金鐵質(zhì)欄桿刷漆鍍鋅鐵絲鍍上不易銹蝕的金屬鋅2.金屬資源保護（1）除了防止金屬銹蝕外，回收廢舊金屬既可以保護環(huán)境，又能節(jié)約資源和能源。（2）保護金屬資源應(yīng)該是有計劃、合理開采礦物，嚴禁不顧國家利益的亂開采。（3）尋找金屬的代用品。 典型例題3：實驗研究鐵銹蝕影響因素，記錄如下。下列分析不正確的是（）實驗裝置序號其他試劑200s時O2的含量①干燥劑21%②10滴水15%③10滴水和1.0g食鹽8%A．②③中O2含量減少表明鐵已銹蝕 B．①②證明水對鐵銹蝕有影響 C．②③證明食鹽能加快鐵銹蝕 D．①②③證明炭粉對鐵銹蝕有影響【答案】D【解析】A、鐵粉銹蝕需要消耗氧氣，所以②③中O2含量減少表明鐵已銹蝕，正確；B、①加入干燥劑后，鐵粉不會銹蝕；②加入10滴水后，鐵粉慢慢銹蝕，因此①②證明水對鐵銹蝕有影響，正確；C、②加入10滴水后，鐵粉慢慢銹蝕；③加入10滴水和1.0g食鹽，鐵粉很快銹蝕，因此②③證明食鹽能加快鐵銹蝕，正確；D、對比三個實驗，并不能證明炭粉對鐵銹蝕有影響。錯誤。典型例題4：下列說法錯誤的是（）A．鐵釘是由鐵合金制成的 B．根據(jù)甲圖，鐵釘生銹過程中O2體積不變 C．根據(jù)甲圖，鐵釘在潮濕環(huán)境更容易生銹 D．根據(jù)乙圖，鐵釘生銹過程中溫度升高【答案】B【解析】A、鐵釘是由鐵合金制成的，正確；B、鐵生銹過程中，氧氣和水、鐵不斷反應(yīng)，因此氧氣體積減少，錯誤；C、根據(jù)甲圖，鐵釘在潮濕環(huán)境更容易生銹，正確；D、根據(jù)乙圖，鐵釘生銹過程中溫度升高，即鐵生銹過程中放熱，正確?！眷柟烫嵘?．下列防止鐵制品生銹的方法，不正確的是（）A．保持鐵制品潔凈、干燥 B．在鐵制品表面涂油C．在鐵制品表面鍍其他金屬 D．提高鐵制品中的含鐵量【答案】D【解析】A、保持鐵制品潔凈、干燥能夠防止生銹，錯誤；B、在鐵制品表面涂油能夠防止生銹，錯誤；C、在鐵制品表面鍍其他金屬能夠防止生銹，錯誤；D、提高鐵制品中的含鐵量不能防止生銹，正確。2.利用鐵粉、炭粉、氯化鈉進行鐵的銹蝕實驗（裝置如圖所示，裝置氣密性良好）。實驗1min后溫度計讀數(shù)上升，8min后打開止水夾，水倒吸入錐形瓶。實驗數(shù)據(jù)如下表：實驗前的體積實驗后的體積錐形瓶內(nèi)空氣（含導管內(nèi)空氣）燒杯內(nèi)水燒杯內(nèi)剩余水246.0mL100.0mL51.5mL下列說法不合理的是（）A．鐵的銹蝕是放熱反應(yīng) B．使用氯化鈉溶液的目的是加快鐵的銹蝕 C．此實驗?zāi)芡茢喑鲨F的銹蝕需要水的參與 D．計算得出空氣中氧氣的含量約為19.7%【答案】C【解析】A、鐵的銹蝕是放熱反應(yīng)正確，正確但不符合題意，錯誤；B、使用氯化鈉溶液的目的是加快鐵的銹蝕正確，正確但不符合題意，錯誤；C、此實驗?zāi)芡茢喑鲨F的銹蝕需要水的參與錯誤，因為沒有用控制變量法證明需要水，正確；D、計算得出空氣中氧氣的含量＝（100.0Ml–51.5mL）/246.0mL×100%≈19.7%，正確但不符合題意，錯誤。3.某學習小組對鐵銹蝕進行探究?！咎岢鰡栴}】鐵銹蝕與哪些因素有關(guān)？【查閱資料】1.氯化鈣固體可作干燥劑。2.一定條件下，碳可加快鐵的銹蝕，但碳本身不參加反應(yīng)。3.常溫常壓，氫氣密度是dg/mL?！驹O(shè)計與實驗】實驗一：定性探究鐵銹蝕的因素取四枚相同的潔凈無銹鐵釘分別放入試管，進行圖1實驗，現(xiàn)象如表1。表1試管一周后現(xiàn)象A鐵釘表面有一層鐵銹B鐵釘表面無明顯變化C鐵釘表面無明顯變化D鐵釘表面有較厚鐵銹（1）對比A、B、C試管中實驗現(xiàn)象，說明鐵銹蝕主要是與空氣中的發(fā)生化學反應(yīng)。（2）對比A、D試管中實驗現(xiàn)象，說明鐵銹蝕還與有關(guān)。（3）鐵銹蝕后應(yīng)及時除銹的原因是。寫出除鐵銹的化學方程式。實驗二：定量探究鐵銹蝕的因素小組設(shè)計了圖2裝置，檢查氣密性，將5g鐵粉和2g碳粉加入三頸燒瓶，t1時刻加入2mL飽和NaCl溶液后，再將一只裝有5mL稀鹽酸的注射器插到燒瓶上，采集數(shù)據(jù)。（4）據(jù)圖3，t2時刻后反應(yīng)并未停止溫度卻開始降低，原因是。（5）據(jù)圖4，對比AB段和BC段說明，分析t3時刻壓強突然變大的原因是。實驗三：測定鐵銹含量將實驗二燒瓶中剩余物質(zhì)過濾、洗滌、干燥，得mg固體，連接圖5裝置，檢查氣密性，加入固體與足量稀鹽酸進行實驗。（6）完全反應(yīng)后，常溫常壓下測得生成氣體體積為VmL，則該固體中鐵銹質(zhì)量分數(shù)表達式為。（7）該實驗條件下測得鐵銹質(zhì)量分數(shù)偏小的原因是，解決方法是?！痉此寂c評價】（8）與實驗一對比，實驗二鐵銹蝕明顯更快的原因是?！敬鸢浮浚?）氧氣和水蒸氣（2）氯化鈉（3）鐵銹疏松多孔，能吸附氧氣和水蒸氣，會加快鐵的銹蝕6HCl+Fe2O3=2FeCl3

+3H2O（4）鐵生銹放出的熱量小于裝置散失的熱量（5）加氯化鈉溶液前，鐵銹蝕較慢鐵銹蝕消耗氧氣，裝置內(nèi)壓強減小，注射器內(nèi)鹽酸被吸入燒瓶，反應(yīng)產(chǎn)生較多氫氣（6）（m—2—28dV）/m×100%（7）氫氣未干燥，含有水蒸氣在乙、丙裝置間加一個干燥裝置（8）使用鐵粉和加入碳粉，加快了鐵銹蝕的速率【解析】（1）B中缺少氧氣鐵釘不生銹，C中缺少水鐵釘不生銹，A中鐵與氧氣和水同時接觸，鐵釘生銹說明鐵的銹蝕與空氣中的氧氣和水蒸氣發(fā)生了反應(yīng)。（2）D中鐵釘表面有較厚鐵銹說明氯化鈉加快了鐵釘銹蝕的速度。（3）鐵銹疏松多孔，能吸附氧氣和水蒸氣，會加快鐵的銹蝕；稀鹽酸除鐵銹的化學方程式為：6HCl+Fe2O3=2FeCl3

+3H2O。（4）鐵生銹的過程中會放出熱量，t2時刻后溫度降低的原因是鐵生銹放出的熱量小于裝置散失的熱量。（5）AB段和BC段壓強減小的原因是鐵生銹消耗氧氣導致，BC段降低幅度大是因為加氯化鈉溶液前，鐵銹蝕較慢，加入氯化鈉溶液后，鐵銹蝕較快；t3時刻氧氣突然增大是因為鐵銹蝕消耗氧氣，裝置內(nèi)壓強減小，注射器內(nèi)鹽酸被吸入燒瓶，反應(yīng)產(chǎn)生較多氫氣導致。（6）設(shè)氫氣的密度為d，則產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為dV，依據(jù)化學方程式“Fe+2HCl=FeCl2+H2↑”可求出固體中鐵的質(zhì)量為28dV，固體中2g碳粉不變，則鐵銹的質(zhì)量為m—2—28dV，故固體中鐵銹的質(zhì)量分數(shù)=（m—2—28dV）/m×100%。（7）氫氣未干燥，含有水蒸氣會導致測得的氫氣的體積偏大，則計算出的質(zhì)量偏大，導致計算出的鐵銹的質(zhì)量偏小，從而導致測得的鐵銹的質(zhì)量分數(shù)偏??；濃硫酸具有吸水性，可在乙、丙裝置間加一個盛有濃硫酸的干燥裝置。（8）實驗二鐵銹蝕明顯更快的原因是使用鐵粉和加入碳粉，加快了鐵銹蝕的速率。【課后練習】1.下列金屬在自然界中以單質(zhì)形式存在的是（）A．鈉 B．鋅 C．鋁 D．金【答案】D【解析】由金屬在自然界的存在形式可知：自然界中的金屬除極少數(shù)不活潑的金屬（金、銀）以單質(zhì)形式存在外，都以化合物的形式存在。A、鈉是比較活潑的金屬，在自然界中主要以化合物的形式存在，錯誤；B、鋅是比較活潑的金屬，在自然界中主要以化合物的形式存在，錯誤；C、鋁是比較活潑的金屬，在自然界中主要以化合物的形式存在，錯誤；D、金是不活潑的金屬，在自然界中常以單質(zhì)形式存在，正確。2.碳在高溫下可以和氧化鐵反應(yīng)，化學方程式可表示為3C＋2Fe2O3高溫4Fe＋3CO2↑，下列說法中正確的是()A.該反應(yīng)屬于分解反應(yīng)B.反應(yīng)中碳元素的化合價降低，鐵元素的化合價升高C.碳是還原劑D.氧化鐵是還原劑【答案】C【解析】A、該反應(yīng)符合“一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物”的反應(yīng)，屬于置換反應(yīng)，錯誤；B、碳單質(zhì)中碳元素化合價為0，二氧化碳中碳元素顯+4價，故反應(yīng)中碳元素化合價升高，氧化鐵中鐵元素顯+3價，單質(zhì)鐵中鐵元素的化合價為0，故鐵元素的化合價降低，錯誤；C、該反應(yīng)中，碳得到氧，屬于還原劑，正確；D、該反應(yīng)中，氧化鐵失去氧，屬于氧化劑，錯誤。3.工業(yè)上煅燒硫鐵礦用來生產(chǎn)硫酸，用X表示硫鐵礦中的主要成分。煅燒反應(yīng)的化學方程式為：4X+11O22Fe2O3+8SO2，則x為（）A.FeS2 B.Fe2S3 C.FeSO4 D.FeS【答案】A【解析】依據(jù)質(zhì)量守恒定律：化學變化前后元素種類不變，原子個數(shù)不變；反應(yīng)后Fe、O、S的原子個數(shù)分別為4、22、8，反應(yīng)前已知O的原子個數(shù)為22，故4X中含有Fe、S的原子個數(shù)分別為4、8，故X的化學式為FeS2。4.下列物質(zhì)中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)最高的是（）A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe2(SO4)3【答案】A【解析】在FeO、Fe2O3、Fe3O4、Fe2(SO4)3四種物質(zhì)中，為了使各化合物中元素的質(zhì)量分數(shù)的分子相同，則將化學式變形得6FeO、3Fe2O3、2Fe3O4、3Fe2(SO4)3，因為（32+16×4）×9＞16×3×3＞16×4×2＞16×6，故其原子的相對原子質(zhì)量之和越小的，在該化合物中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)就越大，則鐵元素的質(zhì)量分數(shù)由大到小排列為FeO＞Fe3O4＞Fe2O3＞Fe2(SO4)3。5.鐵在潮濕的空氣里會發(fā)生銹蝕，證明氧氣一定參加了反應(yīng)必須要做的實驗是（）A．①② B．①③ C．②③ D．①②③【答案】A【解析】鐵生銹的條件是與水和氧氣直接接觸，要想證明鐵生銹時，氧氣一定參加了反應(yīng)，就要進行鐵在氧氣和水共同作用下的反應(yīng)實驗和鐵在只有水，沒有氧氣下的實驗．實驗①是鐵在氧氣和水共同作用下的反應(yīng)，實驗②是鐵只與水接觸的反應(yīng)，實驗③是鐵只與氧氣接觸的反應(yīng)．要想證明鐵生銹時，氧氣一定參加了反應(yīng)，就要進行鐵在氧氣和水共同作用下的反應(yīng)實驗和鐵在只有水，沒有氧氣下的實驗．所以①②。6.下列說法不符合事實的是（）A．鋼鐵生銹是緩慢氧化B．鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵C．鐵銹的主要成分是四氧化三鐵D．及時擦干被雨淋濕的自行車可防止自行車生銹【答案】C【解析】A、鋼鐵生銹是鋼鐵與空氣中的氧氣和水發(fā)生的緩慢的氧化反應(yīng)，正確；B、鐵在氧氣中燃燒，火星四射，生成黑色的四氧化三鐵，正確；C、鐵在空氣中與氧氣、水共同作用而生銹，鐵銹的主要成分是鐵的氧化物氧化鐵，錯誤；D、被雨淋濕的自行車，鐵與水及溶解在雨水中的氧氣反應(yīng)使自行車生銹，先用干抹布將自行車擦干，可以將鐵與水和空氣隔絕從而防止鐵生銹，正確。7.蘭州市中山橋南側(cè)的“將軍柱”（鑄造材質(zhì)主要是鐵），距今已有630年的歷史，它與中山橋一起組成了“蘭州鐵路”一景，近日“將軍柱”商標獲得國家批準。（1）“將軍柱”表面已出現(xiàn)較多銹跡，其主要原因是鐵與_________等物質(zhì)共同作用的結(jié)果，生活中常用稀硫酸除去鐵制品表面的鐵銹，其反應(yīng)的化學方程式為______________________________；（2）廢舊金屬的回收利用是保護金屬資源的重要途徑，請你再寫出一條保護和節(jié)約金屬資源的有效方法或途徑：___________?！敬鸢浮浚?）水和氧氣Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O（2）防止生銹【解析】（1）鐵在與水和氧氣并存時易生銹，硫酸能與氧化鐵反應(yīng)生成硫酸鐵和水，故填：水和氧氣；Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O；（2）防止金屬銹蝕是保護和節(jié)約金屬資源的有效的方法，故填：防止生銹。8.鋼鐵、鋁合金、銅制品等是應(yīng)用廣泛的金屬材料。據(jù)估計，每年全世界被腐蝕損耗的鋼鐵材料，約占全年鋼產(chǎn)量的十分之一。某校化學興趣小組的同學探究金屬腐蝕的原因，設(shè)計如下實驗：（1）如圖，取一根約10cm的光亮鐵釘放在自來水中，觀察A、B、C三處的變化。幾天后，他們會發(fā)現(xiàn)__處最先出現(xiàn)鐵銹，大家結(jié)合書本知識知道，鐵在空氣中生銹實際是鐵和___、_____等物質(zhì)相互作用發(fā)生一系列復(fù)雜的化學反應(yīng)的過程。（2）一同學聯(lián)想到家里銅制餐具上有一層綠色物質(zhì)，認為銅在空氣中也會生銹。他們上網(wǎng)查閱資料，知道這種綠色物質(zhì)的化學成分為Cu2(OH)2CO3(銅綠)。他們從銅綠組成和空氣的成分大膽猜測，銅生銹除了與鐵生銹條件相同外，還應(yīng)該有CO2參加反應(yīng)。請寫出銅在空氣中生成銅綠的化學方程式______________。（3）【查閱資料】孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3，也可以表示成CuCO3·Cu(OH)2。與孔雀石相似，還有許多礦物可用xCuCO3·yCu(OH)2(x、y都是正整數(shù))表示，石青就是其中的一種?！緦嶒炋骄俊繛榱蓑炞C石青的組成成分，他們設(shè)計了如下實驗，請你共同參與探究?！痉此寂c拓展】①確定步驟1中產(chǎn)生氣體成分的實驗方法是_________________________。②根據(jù)以上探究，只要測定出參加反應(yīng)的石青的質(zhì)量、生成的氧化銅的質(zhì)量和_______的質(zhì)量，就可確定石青的化學式(即確定x、y的值)。③防止金屬銹蝕的方法很多，如制成不銹鋼、在金屬表面______________(任寫一種方法)?！敬鸢浮浚?）BO2H2O（2）2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3（3）【查閱資料】CO32-Cu2+黑有水珠【反思與拓展】①將產(chǎn)生的氣體通入足量的澄清石灰水中① 水或二氧化碳③涂油、漆等【解析】（1）因為鋼鐵的銹蝕主要是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等物質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)的結(jié)果，所以A、B、C三處中，B處先生銹；（2）先根據(jù)題干條件寫出反應(yīng)物為Cu、H2O、CO2、O2生成物為Cu2(OH)2CO3．再根據(jù)質(zhì)量守恒定律配平即可。故反應(yīng)化學方程式為2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3；（3）根據(jù)資料：許多礦物可用xCuCO3·yCu(OH)2（x、y都是正整數(shù)）表示，石青就是其中的一種，且步驟1中石青與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體可知石青中含有CO32-；另溶液呈藍色說明石青中含銅離子；因為石青受熱易分解，且其化學式可用xCuCO3·yCu(OH)2（x、y都是正整數(shù)）表示，故步驟2中在大試管中加熱石青樣品CuCO3、Cu(OH)2都會分解得到黑色的氧化銅，Cu(OH)2還會分解得水