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8.3金屬資源的利用和保護(hù)考點(diǎn)精講【知識點(diǎn)一】金屬資源的利用——金屬的冶煉1.金屬在自然界的存在(1)金屬在自然界的存在地球上的金屬資源廣泛地存在于地殼和浩瀚的海洋中。除少數(shù)很不活潑的金屬如金、銀等有單質(zhì)形式存在外,其余都以化合物的形式存在。(2)金屬在地殼中的含量金屬在地殼中含量的順序是:鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂、鋅、銅、銀、金。(3)常見的金屬礦石金屬礦石名稱赤鐵礦磁鐵礦菱鐵礦鋁土礦黃銅礦輝銅礦主要成分Fe2O3Fe3O4FeCO3Al2O3CuFeS2Cu2S2.鐵的冶煉(1)一氧化碳還原氧化鐵實(shí)驗(yàn)①實(shí)驗(yàn)原理:Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2②實(shí)驗(yàn)裝置③實(shí)驗(yàn)步驟a.檢查裝置氣密性;b.轉(zhuǎn)入藥品并固定裝置;c.通入CO并點(diǎn)燃酒精燈;d.排盡裝置內(nèi)的空氣后,點(diǎn)燃酒精噴燈給氧化鐵加熱;e.當(dāng)玻璃管內(nèi)的紅棕色粉末變?yōu)楹谏珪r,停止加熱;f.等裝置冷卻后,停止通CO,熄滅酒精燈。④實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象紅棕色粉末逐漸變?yōu)楹谏?;澄清石灰水變渾濁;尾氣燃燒時產(chǎn)生藍(lán)色火焰。⑤有關(guān)的化學(xué)方程式硬質(zhì)玻璃管中:Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2。試管中:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。尾氣處理:2CO+O2eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2CO2。(2)工業(yè)煉鐵①煉鐵的原理在高溫下,一氧化碳還原鐵的氧化物(氧化鐵、四氧化三鐵)。②原料及作用a.鐵礦石:提供原料。b.焦炭:燃燒提供熱量、產(chǎn)生還原劑一氧化碳。c.石灰石:可將礦石中二氧化硅轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣。③設(shè)備:高爐。【典型例題】(2022·四川成都·中考真題)我國有著悠久的鋼鐵冶煉史,《天工開物》中記載的“炒鋼法”如圖1,該方法的生產(chǎn)過程可用圖2表示。資料:①潮泥灰主要成分是石灰石。②鐵的熔點(diǎn)是1535℃。根據(jù)圖文回答下列問題。(1)常見的鐵礦石有赤鐵礦和_____________(寫一種)。(2)不斷鼓入空氣的目的是__________________________。(3)煉鐵爐中生成鐵的化學(xué)方程式為__________________________。(4)撒入潮泥灰主要作用是______。不斷翻炒液態(tài)生鐵,是為了降低______元素的含量。(5)鋼的性能優(yōu)良,如鋼的熔點(diǎn)比純鐵_____,易于加工?!敬鸢浮?1)磁鐵礦(或菱鐵礦)(2)提高爐溫(3)3CO+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2(或4CO+Fe3O4eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))3Fe+4CO2)(4)除雜
碳##C(5)低【解析】(1)常見的鐵礦石有赤鐵礦、磁鐵礦、菱鐵礦;(2)不斷鼓入空氣的目的是為燃燒提供充足的氧氣,使燃燒更加充分,為反應(yīng)提供更高的溫度;(3)赤鐵礦的主要成分為氧化鐵,磁鐵礦的主要成分為四氧化三鐵,氧化鐵與一氧化碳在高溫下反應(yīng)生成鐵與二氧化碳,化學(xué)反應(yīng)方程式為:3CO+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2;四氧化三鐵與一氧化碳在高溫下反應(yīng)生成鐵與二氧化碳,化學(xué)反應(yīng)方程式為:4CO+Fe3O4eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))3Fe+4CO(4)潮泥灰的主要成分是碳酸鈣,碳酸鈣在煉鐵過程中的主要作用是吸收反應(yīng)中產(chǎn)生的雜質(zhì),產(chǎn)生爐渣,故撒入潮泥灰達(dá)到除雜的目的;鐵的熔點(diǎn)是1535℃,則液態(tài)的生鐵為溫度很高,不斷翻炒液態(tài)生鐵,是為了讓生鐵中的碳與氧氣接觸燃燒,以達(dá)到降低碳元素含量的目的;(5)鋼是鐵與碳等物質(zhì)形成的合金,合金的熔點(diǎn)比其中組成中的純金屬熔點(diǎn)低,故鋼的熔點(diǎn)比純鐵熔點(diǎn)低?!九e一反三】1.(2022年四川省達(dá)州市中考)鋼鐵是應(yīng)用最普遍的金屬材料,也是最容易發(fā)生銹蝕的金屬材料之一、人類為金屬的銹蝕付出了巨大的代價(jià),所以金屬的防腐和廢舊金屬的回收有著十分重要的意義。(1)工業(yè)上用赤鐵礦(主要成分Fe2O3)煉鐵的原理:_______(用化學(xué)方程式表示)。(2)鋼鐵生銹是鐵與空氣中_______發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。(3)處理某廢舊金屬后的溶液中含有Cu(NO3)2和AgNO3兩種溶質(zhì),為回收其中的金屬,向該溶液中加入一定量的鐵粉,充分反應(yīng)后過濾,再向?yàn)V渣中加入稀鹽酸,無氣泡產(chǎn)生。則濾液中一定含有的金屬離子是_______;濾渣中可能含有_______?!敬鸢浮?1)3CO+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2(2)水、氧氣(3)
Fe2+##亞鐵離子
Cu##銅【解析】(1)工業(yè)上用赤鐵礦和一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳,化學(xué)方程式為3CO+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2(2)鋼鐵容易在潮濕的空氣中生銹,是鐵與空氣中水、氧氣共同作用的結(jié)果。(3)金屬的活動性:鐵大于氫大于銅大于銀,鐵先和硝酸銀反應(yīng)產(chǎn)生銀和硝酸亞鐵,鐵剩余才和硝酸銅反應(yīng)產(chǎn)生銅和硝酸亞鐵;在濾渣中加入鹽酸無氣泡產(chǎn)生,則沒有鐵,鐵不過量,鐵一定和硝酸銀反應(yīng),鐵可能和硝酸銅反應(yīng),則濾液中一定含有亞鐵離子,濾渣中一定有銀,可能有銅。2.(2022年四川省南充市中考)日常生活用品很多是由金屬材料制成的。(1)三星堆出土的文物使用了貼金技藝,貼金技藝?yán)昧私鹁哂辛己玫腳_________性,將黃金錘成極薄的薄片。(2)鋁的化學(xué)性質(zhì)很活潑,通常鋁制品卻很耐腐蝕,原因是___________(用化學(xué)方程式表示)。(3)春秋戰(zhàn)國時期,我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器。古法煉鐵的原理包含一氧化碳與氧化鐵在高溫下反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________。(4)將一定質(zhì)量的鋅粒投入到含有CuSO4和FeSO4的混合溶液中,充分反應(yīng)后過濾,若濾液中只含有一種溶質(zhì),則濾渣中一定含有___________?!敬鸢浮?1)延展(2).4Al+3O2=2Al2O3(3)3CO+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2(4)Fe、Cu(鐵、銅)【解析】(1)將黃金錘成極薄的薄片,利用了金具有良好的延展性;(2)鋁的化學(xué)性質(zhì)很活潑,但通常鋁制品卻很耐腐蝕,其原因是常溫下鋁易與空氣中的氧氣反應(yīng)生成致密的氧化鋁保護(hù)膜,從而阻止了內(nèi)部的鋁進(jìn)一步氧化,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為:.4Al+3O2=2Al2O3;(3)古法煉鐵的原理包含一氧化碳與氧化鐵在高溫下反應(yīng)鐵和二氧化碳,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:3CO+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2;(4)由于金屬的活動性是:鋅>鐵>銅,將一定質(zhì)量的鋅粒投入含有CuSO4和FeSO4的混合溶液中,鋅先與硫酸銅反應(yīng)生成了銅和硫酸鋅,當(dāng)硫酸銅完全反應(yīng)后再與硫酸亞鐵反應(yīng)生成了硫酸鋅和鐵,充分反應(yīng)后過濾,若濾液中只含一種溶質(zhì),該溶質(zhì)就是硫酸鋅,說明了溶液中的銅和鐵完全被置換出來了,則濾渣中一定含有:Cu、Fe。3.(2022年云南省中考)金屬及金屬材料廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活及科學(xué)實(shí)驗(yàn),其應(yīng)用推動了社會的發(fā)展。(1)下列實(shí)驗(yàn)中,銅片上的白磷燃燒,說明銅具有___________性:黃銅片和純銅片相互刻畫,純銅片上留下刻痕,說明黃銅的硬度比純銅的硬度___________(填“大”或“小")。(2)鐵在潮濕的空氣中容易生銹,寫出一種防止鐵制品生銹的具體方法___________。(3)春秋戰(zhàn)國時期,我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器。工業(yè)上用赤鐵礦(主要成分Fe2O3)和一氧化碳反應(yīng)煉鐵的化學(xué)方程式為____________。(4)某同學(xué)對含Cu(NO3)2、AgNO3、M(NO3)2的混合溶液進(jìn)行探究,流程如下(M表示一種金屬元素):根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究流程,回答下列問題:①氣體X的化學(xué)式為___________。②金屬Fe、Cu、Ag、M的活動性由強(qiáng)到弱的順序是___________。③濾液D中所含溶質(zhì)的成分可能有___________種情況?!敬鸢浮?1)
導(dǎo)熱
大(2)鐵制品表面噴漆(合理即可)(3)3CO+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2(4)
H2
M>Fe>Cu>Ag
3##三【解析】(1)銅片上的白磷燃燒,說明銅具有導(dǎo)熱性;黃銅片和純銅片相互刻畫,純銅片上留下刻痕,說明黃銅的硬度比純銅的硬度大。(2)防止鐵制品生銹的方法:噴漆、刷油等,合理即可。(3)赤鐵礦和一氧化碳反應(yīng)煉鐵,是一氧化碳與氧化鐵高溫下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳,方程式為:3CO+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2。(4)①無論加入鐵是否過量,固體加一定是金屬(混合物),而金屬能與稀鹽酸發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氣體,則氣體X一定是氫氣(H2)。②鐵一定會與硝酸銀、硝酸銅發(fā)生置換,所以濾液A中一定含硝酸亞鐵,而加入過量的M后過濾可得到無色濾液,則M活動性一定比鐵強(qiáng),根據(jù)已學(xué)知識金屬活動性Fe>Cu>Ag,所以金屬Fe、Cu、Ag、M的活動性由強(qiáng)到弱的順序是,M>Fe>Cu>Ag。③結(jié)合小問②固體甲加入稀鹽酸產(chǎn)生氣體,則濾液A溶質(zhì)為Fe(NO3)2、M(NO3)2,加入過量固體乙,則固體乙是M和鐵,再加入一定量的硝酸銀溶液過濾,若硝酸銀過量,則濾液D溶質(zhì)為Fe(NO3)2、M(NO3)2、AgNO3,若硝酸銀不足,則濾液D溶質(zhì)為M(NO3)2,或Fe(NO3)2、M(NO3)2,綜上共有3種情況。【技巧方法】1、焦炭的作用:一是生成還原劑一氧化碳,二是提高高爐的溫度;2、石灰石的主要作用是將礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)化為爐渣除去;3、高爐煉鐵得到的鐵是生鐵,其主要成分是鐵,還含有C、P、S等元素。4、一氧化碳還原紅棕色的氧化鐵,得到黑色粉末--還原性鐵粉,鐵的形狀不同顏色有差異。在用一氧化碳還原鐵礦石的實(shí)驗(yàn)過程中,要特別注意在加熱前必須將管內(nèi)空氣排盡,尾氣要進(jìn)行處理才能排放。注意觀察裝置中的加熱儀器不同,一個是酒精燈,一個是酒精噴燈,一氧化碳還原鐵礦石的反應(yīng)條件是高溫?!就卣寡由臁渴煊浐屠斫忤F的冶煉的原理、原料、設(shè)備、涉及的反應(yīng)、和產(chǎn)物及其相關(guān)知識等。根據(jù)所給的實(shí)驗(yàn)、問題情景或圖表信息等,結(jié)合所學(xué)的相關(guān)知識和技能,細(xì)致地閱讀、分析題意等,聯(lián)系著生活實(shí)際,細(xì)心地進(jìn)行探究、推理?!局R點(diǎn)二】金屬資源的保護(hù)1.鐵制品銹蝕的條件實(shí)驗(yàn)裝置現(xiàn)象鐵釘生銹鐵釘不生銹鐵釘不生銹現(xiàn)象分析鐵釘同時和氧氣(或空氣)、水接觸鐵釘只和水接觸鐵釘只和氧氣(或空氣)接觸結(jié)論鐵釘生銹的條件:同時和氧氣(或空氣)、水接觸(1)鐵制品生銹主要是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等物質(zhì)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。(2)鐵銹的主要成分是Fe2O3·nH2O,顏色為紅色。鐵銹的結(jié)構(gòu)疏松,不能阻止里層的鐵繼續(xù)與氧氣、水的反應(yīng),鐵制品會完全被腐蝕。規(guī)律小結(jié):(1)鐵制品一般溫度越高,銹蝕的速度越快。(2)在酸、鹽存在的環(huán)境中,鐵制品的銹蝕會加快。2.防止鐵制品銹蝕的原理和方法(1)防止鐵制品銹蝕的原理破壞鐵銹蝕的條件即可防止鐵制品銹蝕,即防止鐵制品與氧氣或水接觸。(2)防止鐵制品銹蝕的方法①保持鐵制品表面干燥和潔凈。②在鐵制品表面覆蓋一層保護(hù)膜,如在鐵制品表面刷漆、涂油等。③在鐵制品表面鍍上其他金屬,如鍍鋅、鍍鉻等。④將鐵制品制成合金,如不銹鋼。⑤通過化學(xué)方法使鐵制品表面形成致密的氧化膜,如“烤藍(lán)”等。3.金屬資源的保護(hù)(1)必要性①金屬礦物的儲量有限,且不可再生;②廢舊金屬的隨意丟棄不僅浪費(fèi)資源還污染環(huán)境。(2)有效途徑①防止金屬腐蝕;②回收利用廢舊金屬;③合理有效地開采礦物;④尋找金屬的代用品等?!镜湫屠}】1.(2022·廣東·中考真題)對鐵生銹與燃燒條件的實(shí)驗(yàn)探究如圖所示。下列說法正確的是A.對比①②可探究:接觸氧氣是否為鐵生銹的條件之一B.對比②③可探究:接觸水是否為鐵生銹的條件之一C.對比①④可探究:溫度達(dá)到著火點(diǎn)是否為鐵燃燒的條件之一D.對比③④可探究:接觸氧氣是否為鐵燃燒的條件之一【答案】C【解析】A.對比①②發(fā)現(xiàn)變量為水,所以可探究:接觸水是否為鐵生銹的條件之一,選項(xiàng)錯誤。B.無法對比②③,因?yàn)橛卸鄠€變量:水和氧氣和二氧化碳,選項(xiàng)錯誤。C.對比①④發(fā)現(xiàn)變量為溫度是否達(dá)到著火點(diǎn),所以可探究:溫度達(dá)到著火點(diǎn)是否為鐵燃燒的條件之一,正確。D.無法對比③④,因?yàn)橛卸鄠€變量:二氧化碳和氧氣,是否加熱,選項(xiàng)錯誤。故選:C?!九e一反三】1.(2022年云南省昆明市中考)化學(xué)與生活息息相關(guān)。下列做法錯誤的是()A.刷油漆防止鐵欄桿生銹 B.甲醛溶液浸泡食品延長保質(zhì)期C.加入洗滌劑的水洗去餐盤上的油污 D.灼燒聞氣味鑒別合成纖維和棉纖維【答案】B【解析】A、刷油漆防止鐵欄桿生銹,原理是隔絕了氧氣和水,選項(xiàng)正確,不符合題意;B、甲醛溶液浸泡食品延長保質(zhì)期,會影響人體健康,選項(xiàng)錯誤,符合題意;C、加入洗滌劑的水洗去餐盤上的油污,是利用了洗滌劑的乳化原理,選項(xiàng)正確,不符合題意;D、灼燒聞氣味鑒別合成纖維和棉纖維,是因?yàn)樽茻髿馕恫煌x項(xiàng)正確,不符合題意。故選B。2.(2022年四川省涼山州中考)實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)化學(xué)的基礎(chǔ)。下列裝置所示的實(shí)驗(yàn)操作正確且能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵ǎ〢.用NaHCO3溶于水驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律B.蒸發(fā)食鹽水C.探究水是鐵生銹的必要條件之一D.測空氣中O2的含量【答案】C【解析】A、碳酸氫鈉溶于水后沒有生成新物質(zhì),屬于物理變化,質(zhì)量守恒定律是化學(xué)變化中的一種規(guī)律,所以用NaHCO3溶于水不能驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律,選項(xiàng)錯誤;B、蒸發(fā)食鹽水時,應(yīng)邊加熱邊用玻璃棒攪拌,防止液體受熱不勻發(fā)生飛濺,圖中缺少玻璃棒,選項(xiàng)錯誤;C、由圖可知,左側(cè)試管中的鐵釘既能夠與空氣接觸,也能夠與水接觸,右側(cè)試管中的鐵釘只能夠接觸空氣,不接觸水分,一段時間后,觀察到U型管中紅墨水左側(cè)液面上升,右側(cè)液面下降,說明左側(cè)的鐵釘發(fā)生了銹蝕,證明水是鐵生銹的必要條件之一,選項(xiàng)正確;D、碳與裝置中的空氣中的氧氣反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w,實(shí)驗(yàn)后,裝置中剩余的氣體的體積不變或變化較小,則實(shí)驗(yàn)結(jié)果為零或偏小,選項(xiàng)錯誤,故選C。4.(2022·四川內(nèi)江·中考真題)如圖所示,某興趣小組用三枚潔凈無銹鐵釘探究鐵生銹的條件。(1)四天后,________(填字母序號)試管中鐵釘有明顯銹跡。(2)由此實(shí)驗(yàn)可以得出鐵生銹的條件是_________?!敬鸢浮?1)a(2)鐵與氧氣和水共同作用的結(jié)果【解析】(1)a試管中與水和空氣都接觸,b試管中只與空氣接觸,c試管中只與水接觸,所以四天后,a試管中鐵釘有明顯銹跡。(2)a試管中鐵與氧氣和水接觸,生銹,b試管中鐵只與氧氣接觸,不生銹,說明鐵生銹需要與水接觸;a試管中鐵與氧氣和水接觸,生銹,c試管中鐵只與水接觸,不生銹,說明鐵生銹需要與氧氣接觸,由此實(shí)驗(yàn)可以得出鐵生銹的條件是鐵與氧氣和水共同作用的結(jié)果。5.(2022年江西省中考)“世界棉花看中國,中國棉花看新疆”,棉花在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中也常被使用。(1)實(shí)驗(yàn)①中棉花、細(xì)沙和小卵石在凈水中的作用是__________。(2)實(shí)驗(yàn)②中棉花上蘸有的酒精能燃燒,而棉花上蘸有的水不能燃燒,說明燃燒的條件之一是_______。如果加熱蘸有水的棉花時間較長,可觀察到的現(xiàn)象是______。(3)實(shí)驗(yàn)③的目的是探究鐵釘生銹的條件。試管c內(nèi)棉花中放氯化鈣的目的是________。實(shí)驗(yàn)幾天后觀察到試管_________(填序號)中的鐵釘生銹,從而得出鐵生銹的條件是與空氣和水同時接觸?!敬鸢浮?1)過濾(或除去水中的難溶性雜質(zhì)等)(2)需要可燃物
棉花燃燒(或棉花變黑等)(3)作干燥劑(或吸水等)
a【解析】(1)實(shí)驗(yàn)①中棉花、細(xì)沙和小卵石在凈水中的作用均是過濾,可除去難溶性雜質(zhì);(2)實(shí)驗(yàn)②中棉花上蘸有的酒精屬于可燃物,能燃燒,而棉花上蘸有的水,不屬于可燃物,不能燃燒,說明燃燒需要可燃物;如果加熱蘸有水的棉花時間較長,水加熱后蒸發(fā),溫度達(dá)到棉花的著火點(diǎn),棉花燃燒,觀察到棉花燃燒(或棉花變黑等);(3)試管c內(nèi)棉花中放氯化鈣,可以作干燥劑,吸收試管中的水分,防止影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果;試管a中鐵釘與空氣和水接觸,生銹,試管b中鐵釘只與水接觸,不生銹,試管c中鐵釘只與空氣接觸,不生銹,說明鐵生銹的條件是與空氣和水同時接觸。6.(2022年湖南省衡陽市中考)煉鐵的主要原料是赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)、焦炭、空氣、石灰石,轉(zhuǎn)化過程如圖:(1)在此轉(zhuǎn)化過程中體現(xiàn)了焦炭的化學(xué)性質(zhì)有_______。(寫一條即可)(2)③中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______。(3)世界上每年因腐蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于其年產(chǎn)量的20%~40%,請你寫出一種防止鐵制品銹蝕的方法_______。【答案】(1)還原性或者可燃性(2)3CO+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2(3)刷漆(合理即可)【解析】(1)碳能在空氣中燃燒、二氧化碳與碳反應(yīng)生成一氧化碳,說明碳具有可燃性、還原性。(2)一氧化碳與氧化鐵在高溫條件下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳,反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CO+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2(3)防止鐵生銹是保護(hù)金屬資源的一種有效途徑,防止鐵生銹的方法:涂油、刷漆、制成合金、鍍一層金屬等。7.(2022年江蘇省揚(yáng)州市中考改編)化學(xué)提升生活品質(zhì),助力未成年人健康成長。(1)揚(yáng)州某中學(xué)的午餐食譜如圖:紅燒獅子頭水煮魚片炒青菜、海帶湯米飯、桔子①合理膳食可增強(qiáng)體質(zhì)。下列說法不正確的是_______。A.魚片含有豐富蛋白質(zhì)B.淀粉可分解為氨基酸C.適度補(bǔ)充油脂,有益身體健康②若需補(bǔ)充維生素C,建議多吃食譜中_______(寫出一種即可)。③食用加碘鹽可補(bǔ)充碘元素。下列說法正確的是_______。A.人體中缺少碘元素,會導(dǎo)致骨質(zhì)疏松B.除加碘鹽外,還可以通過食用海帶等海產(chǎn)品補(bǔ)充碘元素C.加碘鹽中添加了碘酸鉀(KIO3),淀粉可用于檢驗(yàn)其中碘元素的存在④學(xué)校正推行垃圾分類。餐后的食物殘?jiān)鼞?yīng)投入印有_______標(biāo)識的垃圾箱。(2)校服面料常用棉花、羊毛等混紡制成。棉花_______溶于水中(填“難”或“易”):生活中常用_______法區(qū)分羊毛線和棉線。(3)騎自行車屬于低碳生活新時尚。①下列做法不屬于低碳生活方式的是_______。A.隨手關(guān)燈B.舊書本循環(huán)利用C.夏天將空調(diào)溫度調(diào)至最低②下列做法不利于自行車防銹的是_______。A.金屬部件鍍金屬鉻B.鏈條涂防銹油C.雨淋后自然晾干③鐵銹成分中含有氧化鐵(Fe2O3),寫出氧化鐵與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式_______。④某學(xué)生做了鐵的銹蝕實(shí)驗(yàn),裝置如圖。一段時間后可觀察到導(dǎo)管內(nèi)紅墨水的液面_______(填“上升”或“下降”)?!敬鸢浮?1)
B
炒青菜##桔子
B
C(2)
難
灼燒、聞氣味(3)
C
C
Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
上升【解析】(1)①A、魚片是動物的肌肉,富含蛋白質(zhì),不符合題意;B、淀粉屬于糖類,可分解為葡萄糖,符合題意;C、油脂是供給人體生命活動的備用能源,適度補(bǔ)充油脂,有益身體健康,不符合題意。故選B;②蔬菜、水果富含維生素,故若需補(bǔ)充維生素C,建議多吃食譜中的炒青菜、桔子;③A、人體缺碘,會導(dǎo)致甲狀腺腫大,老年人缺鈣,會導(dǎo)致骨質(zhì)疏松,不符合題意;B、除加碘鹽外,海帶中等海產(chǎn)品中也富含碘元素,符合題意;C、淀粉遇碘單質(zhì)變藍(lán),不能用于檢驗(yàn)其中碘元素的存在,不符合題意。故選B;④A、可回收物是指,適宜回收利用和資源化利用的生活廢棄物,如廢紙張、廢塑料、廢玻璃制品、廢金屬、廢織物等,不符合題意;B、有害垃圾指對人體健康或者自然環(huán)境造成直接或者潛在危害的生活廢棄物。常見的有害垃圾包括廢燈管、廢油漆、殺蟲劑、廢棄化妝品、過期藥品、廢電池、廢燈泡、廢水銀溫度計(jì)等,不符合題意;C、廚余垃圾是指居民日常生活及食品加工、飲食服務(wù)、單位供餐等活動中產(chǎn)生的垃圾,包括丟棄不用的菜葉、剩菜、剩飯、果皮、蛋殼、茶渣、骨頭等,故餐后的食物殘?jiān)鼘儆趶N余垃圾,符合題意;D、其他垃圾指危害比較小,沒有再次利用的價(jià)值的垃圾,如建筑垃圾,生活垃圾等,不符合題意。故選C;(2)棉花難溶于水中;羊毛的主要成分是蛋白質(zhì),灼燒有燒焦羽毛的氣味,棉線的主要成分是纖維素,灼燒有紙燃燒的氣味,氣味不同,故可通過灼燒、聞氣味的方法區(qū)分;(3)①A、隨手關(guān)燈,可以節(jié)約能源,減少二氧化碳的排放,屬于低碳生活方式,不符合題意;B、舊書本循環(huán)利用,可以減少森林的砍伐,增加二氧化碳的吸收,屬于低碳生活方式,不符合題意;C、夏天將空調(diào)溫度調(diào)至最低,會造成資源浪費(fèi),增加二氧化的排放,不屬于低碳生活,符合題意。故選C;②A、金屬部件鍍金屬鉻,可以隔絕氧氣和水,起到防銹的目的,不符合題意;B、鏈條涂防銹油,可以隔絕氧氣和水,起到防銹的目的,不符合題意;C、雨淋后自然晾干,使鐵與氧氣和水接觸,會加速鐵的銹蝕,符合題意。故選C;③氧化鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O;④鐵能與空氣中的氧氣和水反應(yīng),從而生銹,且食鹽水會加速鐵的銹蝕,由于消耗了氧氣,裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小,故一段時間后可觀察到導(dǎo)管內(nèi)紅墨水的液面上升。8.(2022·江蘇常州·中考真題)錢老師設(shè)計(jì)了如圖所示的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)同學(xué)們對銅鐵銹蝕進(jìn)行探究。用鐵粉和碳粉的均勻混合物模擬鐵釘成分,用傳感器測定試劑瓶內(nèi)氣體的相關(guān)數(shù)據(jù)??晒┻x擇的藥品見表:組別藥品鐵粉/g碳粉/g水/滴食鹽/g其他一5.00.100干燥劑二5.00.1100無三5.00.1101.0無四5.00.101.0無(1)鐵在空氣中銹蝕生成鐵銹。鐵銹的主要成分是______(填化學(xué)式)。(2)在A、B兩只試劑瓶中依次加入第一組和第二組藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。①600s內(nèi)A瓶中O2含量幾乎不變,B瓶中不斷減少。實(shí)驗(yàn)表明,鐵在空氣中銹蝕是鐵和O2、_______發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。②將第二組藥品中的水改為迅速冷卻的沸水,且用量增多至足以完全浸沒固體混合物。600s內(nèi)B瓶中O2含量也略有減少,主要原因是________。(3)為探究食鹽對鋼鐵銹蝕速率的影響,應(yīng)選擇的藥品組別是_______(填序號)。(4)在兩只試劑瓶中均加入第二組藥品,分別改用溫度和濕度傳感器測得結(jié)果如圖所示。瓶內(nèi)濕度隨時間增大(即水蒸氣含量增大),根本原因是________。(5)請?zhí)岢鲆环N防止鋼鐵生銹的方法:________?!敬鸢浮?1)Fe2O3(2)H2O#水
試劑瓶中的O2逐漸溶于冷卻的沸水(3)二和三(4)鐵的銹蝕反應(yīng)有熱量放出,瓶內(nèi)溫度上升(5)在鋼鐵表面覆蓋保護(hù)層、保持鋼鐵表面干燥(或制成不銹鋼)【解析】(1)鐵銹的主要成分是氧化鐵,化學(xué)式為:Fe2O3。(2)①A、B兩只試劑瓶中依次加入第一組和第二組藥品,兩組中其他藥品相同,變量是水,A中無水,B中有水,600s內(nèi)A瓶中O2含量幾乎不變,B瓶中不斷減少。實(shí)驗(yàn)表明,鐵在空氣中銹蝕是鐵和O2、水發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),故填:H2O或水。②氧氣不易溶于水,但也有少量氧氣溶解在水中。將第二組藥品中的水改為迅速冷卻的沸水,且用量增多至足以完全浸沒固體混合物。600s內(nèi)B瓶中O2含量也略有減少,主要原因是試劑瓶中的O2逐漸溶于冷卻的沸水。(3)為探究食鹽對鋼鐵銹蝕速率的影響,即其他量相同,唯一的變量是食鹽,應(yīng)選擇的藥品組別是二和三。(4)根據(jù)圖像可知,瓶內(nèi)溫度和濕度均隨時間增大,瓶內(nèi)濕度隨時間增大(即水蒸氣含量增大)的根本原因是溫度的升高,即鐵的銹蝕反應(yīng)有熱量放出,瓶內(nèi)溫度上升。(5)鋼鐵在潮濕的空氣中易生銹,在鋼鐵表面覆蓋保護(hù)層、保持鋼鐵表面干燥(或制成不銹鋼)等方法均可防止鋼鐵生銹。9.(2022·黑龍江牡丹江·中考真題)實(shí)驗(yàn)活動課,老師為大家演示興趣實(shí)驗(yàn),振蕩留有小孔的盒子,將里面的黑色粉末均勻地酒在酒精燈火焰的上方,觀察到火星四射的燦爛煙花,老師揭秘黑色粉末是食品包裝袋中的脫氧劑,為此興趣小組展開了對該脫氧劑成分及原理的探究。實(shí)驗(yàn)活動一:探究脫氧劑中黑色粉末的成分?!咀鞒霾孪搿亢谏勰┖需F粉和碳粉中的一種或兩種?!緦?shí)驗(yàn)探究】小組同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并完成如下實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論①
取黑色粉末放入燒杯中,加入稀鹽酸,______,溶液變?yōu)闇\綠色,有黑色不溶物。黑色粉末中含有鐵粉,反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。②將①中黑色不溶物濾出,洗滌、干燥后,放在石棉網(wǎng)上灼燒,上方放一蘸有澄清石灰水的玻璃片。______。黑色粉末中含有碳粉。【查閱資料】實(shí)驗(yàn)所用脫氧劑中還含有氯化鈉。實(shí)驗(yàn)活動二:探究脫氧劑中氯化鈉的作用?!緦?shí)驗(yàn)探究】小組同學(xué)用控制變量法按下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn):一段時間后觀察到燒杯內(nèi)左側(cè)導(dǎo)管液面______右側(cè)導(dǎo)管液面(填“高于”或“低于”)。【表達(dá)交流】脫氧劑利用鐵生銹的原理延長食品保質(zhì)期,其中碳粉具有______性,可以促進(jìn)反應(yīng)的發(fā)生,氯化鈉可以加快鐵生銹的反應(yīng)速率。實(shí)驗(yàn)活動三:探究溶液中溶質(zhì)的成分?!緦?shí)驗(yàn)探究】小組同學(xué)用老師提供的完全變質(zhì)的同種脫氧劑設(shè)計(jì)并完成如下實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論①取適量完全變質(zhì)的脫氧劑放入燒杯中,加入稀鹽酸。溶液由無色變?yōu)辄S色,有黑色不溶物。反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。②
取①中過濾后的濾液,向其中滴加少量氫氧化鈉溶液。無明顯現(xiàn)象。濾液中溶質(zhì)的成分為______?!痉此荚u價(jià)】脫氧劑包裝上應(yīng)注明的注意事項(xiàng)是______(請寫出一條)。【答案】【實(shí)驗(yàn)探究】①有氣泡生成
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
②澄清石灰水變渾濁
【實(shí)驗(yàn)探究】高于
【表達(dá)交流】吸附
【實(shí)驗(yàn)探究】Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
NaCl、FeCl3、HCl
不可食用(答不可微波等合理即可)【解析】[實(shí)驗(yàn)探究]實(shí)驗(yàn)步驟①:由于溶液變?yōu)闇\綠色,可知黑色粉末含有鐵粉,淺綠色溶液是鐵與稀鹽酸反應(yīng)生成的氯化亞鐵,同時生成氫氣,現(xiàn)象為有氣泡產(chǎn)生;化學(xué)方程式為Fe+2HCl=FeCl2+H2↑。實(shí)驗(yàn)步驟②:結(jié)論中說明黑色粉末中含有碳粉,則將其放在石棉網(wǎng)上灼燒,上方放一蘸有澄清石灰水的玻璃片,碳會反應(yīng)生成二氧化碳,二氧化碳會與澄清石灰水的主要成分氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀,故看到的現(xiàn)象為澄清石灰水變渾濁。[實(shí)驗(yàn)探究]由于蘸有食鹽水的細(xì)鐵絲比蘸有水的細(xì)鐵絲生銹速度更快,故相同時間內(nèi)左側(cè)錐形瓶中氧氣被消耗更多,則一段時間后觀察到燒杯內(nèi)左側(cè)導(dǎo)管液面高于右側(cè)導(dǎo)管液面。[表達(dá)交流]脫氧劑利用鐵生銹的原理延長食品保質(zhì)期,其中碳粉具有吸附性,可以促進(jìn)反應(yīng)的發(fā)生,氯化鈉可以加快鐵生銹的反應(yīng)速率。[實(shí)驗(yàn)探究]實(shí)驗(yàn)步驟①:由題意可知完全變質(zhì)的脫氧劑中含有鐵銹,則向其中加入稀鹽酸,鐵銹與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水,生成的氯化鐵溶液為黃色,符合題意,故化學(xué)方程式為Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O。實(shí)驗(yàn)步驟②:
取①中過濾后的濾液,向其中滴加少量氫氧化鈉溶液后無明顯現(xiàn)象,說明步驟①中鹽酸過量,鹽酸先與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致①中生成的氯化鐵不與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鐵紅褐色沉淀,故此時濾液中溶質(zhì)的成分為①中過量的鹽酸,①中生成的氯化鐵,以及可以加快鐵生銹的反應(yīng)速率氯化鈉,答案為NaCl、FeCl3、HCl。[反思評價(jià)]脫氧劑包裝上應(yīng)注明的注意事項(xiàng)是不可食用(答不可微波等合理即可)。【技巧方法】1、銅生銹需要銅與水、氧氣、二氧化碳同時接觸。生成堿式碳酸銅(銅綠Cu2(OH)2CO3)2、鐵生銹和鐵燃燒的實(shí)質(zhì)都是氧化反應(yīng),但鐵燃燒時劇烈的氧化反應(yīng)而鐵生銹是緩慢氧化,反應(yīng)產(chǎn)物鐵銹是紅色的,而四氧化三鐵是黑色的?!就卣寡由臁拷饘俑g注意的問題①鐵銹的主要成分是氧化鐵,顏色為紅色,具有疏松多孔的結(jié)構(gòu),易吸水,所以鐵制品表面的銹如果不及時除去,會加快生銹的速度;②高溫時或在鹽水環(huán)境中,鐵生銹的速度也會加快。用過的菜刀或炒完菜的鐵鍋上的水沒擦干凈,過一晚上會生銹,就是這個緣故。2、日常生活中常見的替代金屬材料的用品有自來水管、下水管道、門窗等,它們是由金屬材料改為塑料管或塑鋁管、塑鋼門窗。塑鋁和塑鋼屬于特殊塑料,不是金屬材料。【知識點(diǎn)三】含雜質(zhì)的反應(yīng)物(或生成物)質(zhì)量的計(jì)算(1)將含雜質(zhì)的已知物質(zhì)量換算為純物質(zhì)質(zhì)量,其關(guān)系式為:純度=eq\f(純物質(zhì)質(zhì)量,含雜質(zhì)物質(zhì)物質(zhì)質(zhì)量)×100%,純物質(zhì)質(zhì)量=含雜質(zhì)物質(zhì)質(zhì)量×純度。(2)將純物質(zhì)質(zhì)量代入化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算。(3)將計(jì)算得到的純物質(zhì)質(zhì)量換算成含雜質(zhì)物質(zhì)質(zhì)量:含雜質(zhì)物質(zhì)質(zhì)量為=eq\f(純物質(zhì)質(zhì)量,純度)?!镜湫屠}】3.現(xiàn)有384t含F(xiàn)e2O380%赤鐵礦石,理論上可煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為()A.
320t
B.
224t
C.
206t
D.
112t【答案】B【解析】384噸含F(xiàn)e2O380%的赤鐵礦石中含F(xiàn)e2O3的質(zhì)量=384噸×80%=307.2噸307.2噸Fe2O3中含F(xiàn)e元素質(zhì)量=307.2噸×70%=215.04噸則含鐵96%的生鐵的質(zhì)量=215.04噸÷96%=224噸觀察選項(xiàng),故選B.【分析】根據(jù)冶煉過程中鐵元素的質(zhì)量不變,利用赤鐵礦的質(zhì)量計(jì)算可煉出生鐵的質(zhì)量.【舉一反三】1.工業(yè)煉鐵是把鐵礦石和焦炭等原料一起加入高爐,在高溫下通入空氣進(jìn)行一系列反應(yīng)把鐵還原出來。
(1)赤鐵礦(主要成分為Fe2O3
)在高爐里反應(yīng)生成單質(zhì)鐵的化學(xué)方程式是。
(2)計(jì)算:
①5000t含氧化鐵84%的赤鐵礦中,氧化鐵的質(zhì)量是____________t;
②上述赤鐵礦理論上可煉得含鐵98%的生鐵___________t。
【答案】(1)Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2
(2)①4200t
②設(shè)4200t氧化鐵理論上可煉出含鐵98%的生鐵的質(zhì)量為x。
Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2
16056×2
4200t98%xeq\f(160,112)=eq\f(4200t
,98%x)
x=3000t
答:可煉出生鐵3000t。【解析】(1)煉鐵的原理就是用還原劑CO,把鐵從鐵的氧化物中還原出來。(2)①5000t含氧化鐵84%的赤鐵礦中,純的氧化鐵的質(zhì)量是5000t×84%=4200t;②中所求生鐵的質(zhì)量是含雜質(zhì)的,如果設(shè)制得的生鐵質(zhì)量為X,則純鐵的質(zhì)量為98%X,然后根據(jù)化學(xué)方程式,就可以求出X。
2.鋼鐵公司用2000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石,理論上可以煉出含鐵96%的鋼坯多少噸?
【答案】解:2000t礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為:
2000t×80%=1600t
設(shè)1600t氧化鐵理論上可煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為x
Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2
16056×2
1600t96%x
eq\f(160,112)=eq\f(1600t
,96%x)x=1166.7t
答:理論上可煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為1166.7t。3.現(xiàn)有含四氧化三鐵85%的磁鐵礦200t,用一氧化碳做還原劑,充分反應(yīng)能煉出含雜質(zhì)2%的鐵多少噸?【答案】
解:設(shè)可煉出含雜質(zhì)2%的生鐵的質(zhì)量為x。
Fe3O4+4COeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))3Fe+4CO2
232168
200t×85%x(1-2%)
eq\f(232,168)=eq\f(200t×85%,x(1-2%))
X=125.6t答:能煉出含雜質(zhì)2%的鐵125.6噸。
【總結(jié)升華】本題中的已知量與未知量都是不純物質(zhì)的質(zhì)量。如果根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算,代入方程式中的質(zhì)量必須是純物質(zhì)的質(zhì)量?!炯记煞椒ā拷忸}的關(guān)鍵是把非純凈的量轉(zhuǎn)化為純凈物的量!化學(xué)方程式中的質(zhì)量比是純凈物的質(zhì)量比考點(diǎn)達(dá)標(biāo)1.(2022·陜西·中考真題)如圖所示,將兩枚光亮的鐵釘分別用細(xì)線吊置于甲、乙中,并使部分鐵釘露出液面。放置一段時間,出現(xiàn)了銹蝕。下列說法不正確的是A.甲、乙中,氣體含氧氣的體積分?jǐn)?shù)不相等B.甲中,鐵釘在植物油內(nèi)的部分沒有銹蝕C.乙中,鐵釘在水面下的部分銹蝕最嚴(yán)重D.丙中,導(dǎo)管內(nèi)上升一段水柱【答案】C【解析】A、甲中,水面上用植物油封住,阻止了氧氣溶于水,只有植物油上部分銹蝕,而乙中鐵釘水上水下都銹蝕,消耗更多的氧氣,所以氣體含氧氣的體積分?jǐn)?shù)不相等,故A說法正確;B、甲中,水面上用植物油封住,阻止了氧氣溶于水,鐵釘在植物油內(nèi)的部分因?yàn)闆]有接觸到氧氣而沒有銹蝕,故B說法正確;C、乙中,鐵釘銹蝕最嚴(yán)重是水面接觸處,因?yàn)榇颂庤F釘與氧氣和水接觸最充分,故C說法錯誤;D、因?yàn)橐抑需F釘銹蝕消耗了氧氣,使裝置內(nèi)的壓強(qiáng)減小,產(chǎn)生了壓強(qiáng)差,在大氣壓的作用下,將丙燒杯中水部分壓入導(dǎo)管中,故D說法正確。故選C。2.(2022·廣東廣東·模擬預(yù)測)如圖是對CO還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行的改進(jìn)。,下列說法錯誤的是()A.實(shí)驗(yàn)過程中一氧化碳可以現(xiàn)制現(xiàn)用B.實(shí)驗(yàn)開始前應(yīng)先點(diǎn)燃酒精燈,過一段時間后再點(diǎn)燃酒精噴燈C.實(shí)驗(yàn)過程中可以看到玻璃管內(nèi)紅色粉末變成黑色,澄清石灰水變渾濁D.甲酸發(fā)生的反應(yīng)屬于分解反應(yīng),氧化鐵和一氧化碳發(fā)生的是置換反應(yīng)【答案】D【解析】A、由于甲酸在分液漏斗中,可控制甲酸的加入量,所以實(shí)驗(yàn)過程中一氧化碳可以現(xiàn)制現(xiàn)用。A正確。B、實(shí)驗(yàn)開始前應(yīng)先點(diǎn)燃酒精燈,產(chǎn)生的一氧化碳通入玻璃管,排盡玻璃管內(nèi)空氣,過一段時間后再點(diǎn)燃酒精噴燈,避免玻璃管內(nèi)發(fā)生爆炸。B正確。C、一氧化碳與氧化鐵高溫下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳,生成的鐵是黑色的,所以實(shí)驗(yàn)過程中可以看到玻璃管內(nèi)紅色粉末變成黑色,澄清石灰水變渾濁。C正確。D、甲酸發(fā)生的反應(yīng)屬于分解反應(yīng),氧化鐵和一氧化碳發(fā)生的反應(yīng)由于反應(yīng)物中沒有單質(zhì),不是置換反應(yīng),所以為非基本反應(yīng)類型。D錯誤。綜上所述:選擇D。3.(2022·安徽·模擬預(yù)測)實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)煉鐵的實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖所示,下列說法中不正確的是()A.實(shí)驗(yàn)過程中硬質(zhì)玻璃管內(nèi)紅色粉末變成黑色B.氣球可以用燃著的酒精燈代替C.實(shí)驗(yàn)過程中氧化鐵表現(xiàn)出氧化性D.要證明CO不能使澄清石灰水變渾濁,需要另外做對照實(shí)驗(yàn)【答案】D【解析】A、氧化鐵是紅色粉末,鐵粉是黑色的,實(shí)驗(yàn)過程中氧化鐵被一氧化碳還原成鐵,所以硬質(zhì)玻璃管內(nèi)紅色粉末變成黑色,故正確;B、氣球的作用是收集尾氣一氧化碳,一氧化碳有可燃性,所以也可以用燃著的酒精燈將一氧化碳點(diǎn)燃,故正確;C、實(shí)驗(yàn)過程中氧化鐵提供了氧,發(fā)生了還原反應(yīng),是氧化劑,具有氧化性,一氧化碳得到了氧,發(fā)生氧化反應(yīng),是還原劑,具有還原性,故正確;D、實(shí)驗(yàn)開始時為排盡裝置內(nèi)的空氣,先通入一氧化碳,觀察石灰水不變渾濁,說明CO不能使澄清石灰水變渾濁,故不需另外做對照實(shí)驗(yàn),故錯誤。故選D。4.(2022·江蘇·鹽城市初級中學(xué)三模)利用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置模擬工業(yè)煉鐵。下列說法正確的是()A.充分加熱,a處固體由黑色變?yōu)榧t色B.實(shí)驗(yàn)開始前先點(diǎn)燃酒精燈,再通入一氧化碳C.可用氫氧化鈉吸收尾氣中的COD.玻璃管a處的反應(yīng)中還原劑是CO【答案】D【解析】A、一氧化碳與氧化鐵在高溫條件下生成鐵和二氧化碳,可觀察到a處固體由紅色變?yōu)楹谏?,故選項(xiàng)說法不正確;B、一氧化碳是可燃性氣體,與空氣混合點(diǎn)燃后可能發(fā)生爆炸,故選項(xiàng)說法不正確;C、氫氧化鈉與一氧化碳不能反應(yīng),可用點(diǎn)燃的方法除去尾氣中的CO,故選項(xiàng)說法不正確;D、玻璃管a處,一氧化碳能奪取氧化鐵中的氧,發(fā)生氧化反應(yīng),屬于還原劑,故選項(xiàng)說法正確。故選D。5.(2022·江蘇·揚(yáng)州市江都區(qū)實(shí)驗(yàn)初級中學(xué)三模)某實(shí)驗(yàn)小組對24g含F(xiàn)e2O3雜質(zhì)的Fe3O4樣品進(jìn)行成分測定。將生成的CO2氣體用裝置B完全吸收后,裝置B增重18.26g(實(shí)驗(yàn)操作均正確)。下列說法正確的是()A.實(shí)驗(yàn)中看到的現(xiàn)象是固體由黑色逐漸變?yōu)榧t棕色 B.通入的CO質(zhì)量為11.62gC.樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為72.3% D.C裝置的作用是進(jìn)行尾氣處理【答案】C【解析】A、一氧化碳具有還原性,能與Fe2O3、Fe3O4反應(yīng)生成鐵和二氧化碳,實(shí)驗(yàn)中看到的現(xiàn)象是固體由紅棕色逐漸變?yōu)楹谏?,故選項(xiàng)說法錯誤;B、根據(jù)圖示可知,B裝置中的試劑是堿石灰,堿石灰能吸收反應(yīng)生成的二氧化碳。裝置B增重18.26g,說明反應(yīng)過程中生成二氧化碳質(zhì)量為18.26g。根據(jù)化學(xué)方程式3CO+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2、4CO+Fe3O4eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))3Fe+4CO2可知:每1個CO分子能生成1個CO2分子。設(shè)生成18.26g二氧化碳需要一氧化碳質(zhì)量為x。CO~~CO22844x18.26geq\f(28,44)=eq\f(39.2,18.26g)x=11.62g。由于在實(shí)驗(yàn)中為了防止爆炸,在點(diǎn)燃酒精燈前先通入一氧化碳,防止反應(yīng)后生成鐵被氧化,熄燈后仍需繼續(xù)通入一氧化碳,所以在實(shí)驗(yàn)中通入一氧化碳質(zhì)量大于11.62g,故選項(xiàng)說法錯誤;C、根據(jù)化學(xué)方程式3CO+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2、4CO+Fe3O4eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))3Fe+4CO2、可知,每生成的1個二氧化碳分子中氧原子有1個來自鐵的氧化物,所以24g樣品中氧元素的質(zhì)量=18.26g×eq\f(16,44)×100%=6.64g,樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=eq\f(24g-6.64g,24g)×100%≈72.3%故選項(xiàng)說法正確;D、C裝置中的試劑是堿石灰,堿石灰不能吸收一氧化碳,不能用作尾氣處理。堿石灰的作用是吸收空氣中二氧化碳和水蒸氣,防止進(jìn)入B中,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。故選項(xiàng)說法錯誤。故選:C。6.(2022·江蘇·射陽外國語學(xué)校二模)聯(lián)合鋼鐵工業(yè)的基本生產(chǎn)流程示圖如圖,下列說法錯誤的是()A.在煉鐵過程中,焦炭可以用來提供反應(yīng)所需的能量B.煉鐵的原理是利用焦炭將赤鐵礦中的鐵還原出來C.生鐵煉成鋼坯后,碳的含量降低D.鋼坯和純鐵相比,硬度變大,抗腐蝕性增強(qiáng)【答案】B【解析】A、在煉鐵過程中,焦炭可以與空氣中的氧氣燃燒生成二氧化碳,同時發(fā)出熱量,用來提供反應(yīng)所需的能量,選項(xiàng)正確;B、煉鐵的原理是利用焦炭反應(yīng)生成的一氧化碳將赤鐵礦中的鐵還原出來,選項(xiàng)錯誤;C、生鐵中的含碳量高于鋼中的含碳量,所以生鐵煉成鋼坯后,碳的含量降低,選項(xiàng)正確;D、鋼坯是一種鐵合金,合金的硬度、耐腐蝕性強(qiáng)于純金屬,所以鋼坯和純鐵相比,硬度變大,抗腐蝕性增強(qiáng),選項(xiàng)正確。故選:B。7.(2021·四川廣安市·中考真題)利用如圖所示實(shí)驗(yàn)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(jià)由+2價(jià)變?yōu)?價(jià) 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(yàn)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(jià)為+3,反應(yīng)前后Fe元素的化合價(jià)由+3價(jià)變?yōu)?價(jià),錯誤;B、a處氧化鐵和一氧化碳在加熱條件下生成鐵和二氧化碳,可觀察到固體由紅色變?yōu)楹谏?,錯誤;C、二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁,檢驗(yàn)二氧化碳可以用澄清石灰水,正確;D、一氧化碳不與水反應(yīng),且難溶于水,不能用水吸收CO,錯誤。故選C。8.(2021·甘肅定西)垃圾分類,從我做起。下列可回收垃圾屬于金屬材料的是A.舊報(bào)紙 B.塑料瓶 C.玻璃瓶 D.鋁制易拉罐【答案】D【解析】A、舊報(bào)紙屬于紙張,不屬于金屬材料,不符合題意;B、塑料瓶是用塑料制成的,塑料屬于三大合成材料,不符合題意;C、玻璃瓶是用玻璃制成的,玻璃的主要成分是硅酸鹽,屬于無機(jī)非金屬材料,不符合題意;D、鋁制易拉罐是用鋁合金,屬于金屬材料,符合題意;答案:D。9.(2021·江蘇連云港)回收含銅廢料(主要成分為Cu)中的銅,部分實(shí)驗(yàn)流程如下:注:灼燒后得到黑色固體和殘留物,殘留物不溶于水和稀硫酸。下列關(guān)于該流程的說法,錯誤的是()A.“灼燒”的主要目的是將Cu轉(zhuǎn)變?yōu)镃uOB.濾液X中的溶質(zhì)為FeSO4C.“酸溶”和“還原”過程中發(fā)生的反應(yīng)均為置換反應(yīng) D.將Cu、Fe混合物加入足量稀硫酸中,充分反應(yīng)后過濾得Cu【答案】C【解析】A、“灼燒”的主要目的是將Cu轉(zhuǎn)變?yōu)镃uO,故選項(xiàng)正確;B、鐵和硫酸反應(yīng)生成FeSO4,濾液X中的溶質(zhì)為FeSO4,故選項(xiàng)正確;C、“酸溶”是氧化銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水,屬于復(fù)分解反應(yīng),“還原”是稀硫酸和鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣屬于置換反應(yīng),故選項(xiàng)錯誤;D、將Cu、Fe混合物加入足量稀硫酸中,鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,銅不和稀硫酸反,過濾得Cu,故選項(xiàng)正確。故選:C。10.(2021·浙江湖州)工業(yè)煉鐵的部分反應(yīng)如下所示,則()O2eq\o\ac(\s\up5(+X),\s\do0(→),\s\do5(①))CO2eq\o\ac(\s\up5(+X),\s\do0(→),\s\do5(②))COeq\o\ac(\s\up5(+Y),\s\do0(→),\s\do5(③))FeA.X可以是木炭B.X與CO都具有氧化性C.③反應(yīng)后的尾氣可直接排放D.Y中鐵元素以游離態(tài)存在【答案】A【解析】A、碳與氧氣在點(diǎn)燃的條件下反應(yīng)生成二氧化碳,木炭的主要成分是碳,可以是木炭,故選項(xiàng)說法正確。B、碳與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳,二氧化碳與碳在高溫下反應(yīng)生成一氧化碳,X是碳,碳與CO都具有還原性,故選項(xiàng)說法錯誤。C、③是一氧化碳與氧化鐵在高溫下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳,一氧化碳有毒,直接排放到空氣中會污染環(huán)境,反應(yīng)后的尾氣不能直接排放,故選項(xiàng)說法錯誤。D、Y是氧化鐵,鐵元素以化合態(tài)存在,故選項(xiàng)說法錯誤。故選:A。鞏固提升11.(2022·云南·華寧縣第五中學(xué)二模)早在春秋戰(zhàn)國時期,我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器?工業(yè)上煉鐵的原理是利用一氧化碳和氧化鐵的反應(yīng)?某化學(xué)興趣小組利用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,請按要求填空?(1)A中觀察到的現(xiàn)象是______?寫出CO還原Fe2O3的化學(xué)方程式:______?(2)右邊導(dǎo)管口放置點(diǎn)燃的酒精燈的目的是______?(3)對鐵“發(fā)藍(lán)”處理,使其表面形成致密氧化膜而有效避免腐蝕?①“發(fā)藍(lán)”過程的化學(xué)方程式為,其中X的化學(xué)式為______?②為檢驗(yàn)“發(fā)藍(lán)”處理的鐵質(zhì)零件表面是否形成致密氧化膜,將該零件浸泡于硫酸銅溶液中,發(fā)現(xiàn)零件表面出現(xiàn)紅色物質(zhì)?由此可知該零件“發(fā)藍(lán)”處理效果______(填“好”或“不好”),因?yàn)開_____(用化學(xué)方程式表示)?【答案】(1)
固體由紅棕色變成黑色
3CO+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2(2)燃燒多余的CO,防止污染空氣(3)
Fe3O4
不好
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu【解析】(1)在高溫條件下,一氧化碳能與氧化鐵反應(yīng)生成了鐵和二氧化碳.A中觀察到的現(xiàn)象是固體由紅棕色變成黑色.反應(yīng)的化學(xué)方程式是:3CO+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2;(2)由于一氧化碳是有毒的氣體,一氧化碳具有可燃性,點(diǎn)燃的酒精燈的目的是燃燒多余的CO,防止污染空氣;(3)①根據(jù)化學(xué)方程式36Fe+4NaNO2+9NaNO3+26H2O=12X+13NaOH+13NH3↑可知,反應(yīng)前含36個Fe原子,13個Na原子,9個N原子,61個O原子,52個H原子,反應(yīng)后含有13個Na原子,9個N原子,13個O原子,52個H原子,根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知,故12X中含有36個Fe原子,48個O原子,故X中含有3個Fe原子,4個O原子,其化學(xué)式為Fe3O4;②將該零件浸泡于硫酸銅溶液中,發(fā)現(xiàn)零件表面出現(xiàn)紅色物質(zhì),是鐵與硫酸銅反應(yīng)生成了硫酸亞鐵和銅,說明該零件“發(fā)藍(lán)”處理效不好,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。12.(2022·福建·泉州五中橋南校區(qū)模擬預(yù)測)金屬材料的使用見證了人類文明發(fā)展的過程(1)通過敲打可將青銅等金屬材料打制成不同的形狀,是利用______性,西漢時期的濕法煉銅工藝就是利用硫酸銅溶液和鐵反應(yīng),方程式為______(2)鋼鐵和鋁合金是目前使用比較廣泛的金屬材料,街道上的垃圾桶的內(nèi)膽更合適用鋁合金的原因是______,鋼鐵生銹可用鹽酸除去,反應(yīng)現(xiàn)象是______(3)一種以“氫能煉鋼”替代“焦炭煉鋼”的工藝流程如圖所示。1、高溫下,用H2煉鐵時反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。2、跟“焦炭煉鋼”工藝相比,“氫能煉鋼”的主要優(yōu)點(diǎn)有______。3、煉鋼爐中通入足量的氧氣的目的:______,使生鐵轉(zhuǎn)化為鋼?!敬鸢浮浚?)延展
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(2)鋁表面有致密的氧化膜,更耐腐蝕
鐵銹溶解,溶液由無色變?yōu)辄S色
(3)1、3H2+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3H2O
2、環(huán)保(合理即可)
1、與碳充分反應(yīng),降低含碳量【解析】(1)通過敲打可將青銅等金屬材料打制成不同的形狀,是利用金屬的延展性,可以拉成絲可以壓成薄片。利用硫酸銅溶液和鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅,對應(yīng)的方程式為Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。(2)街道上的垃圾桶的內(nèi)膽更合適用鋁合金的原因是鋁在常溫下就能與氧氣反應(yīng)生成一層致密的氧化膜,更耐腐蝕;鋼鐵生銹可用鹽酸除去,因?yàn)辂}酸能與氧化鐵反應(yīng)生成氯化鐵和水,對應(yīng)反應(yīng)現(xiàn)象是鐵銹溶解,溶液由無色變?yōu)辄S色。(3)①高溫下,用H2煉鐵時,氫氣和氧化鐵反應(yīng)生成鐵和水,對應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式為3H2+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3H2O
。②跟“焦炭煉鋼”工藝相比,“氫能煉鋼”的主要優(yōu)點(diǎn)有環(huán)保,因?yàn)楫a(chǎn)物為水無污染。③煉鋼爐中通入足量的氧氣的目的:碳能夠與氧氣充分反應(yīng),降低含碳量,使生鐵(含碳量2-4.3%)轉(zhuǎn)化為鋼(0.03-2%)。13.(2022·寧夏·石嘴山市第九中學(xué)一模)實(shí)驗(yàn)探究和證據(jù)推理是提升認(rèn)知的重要手段。(一)下圖是某課外學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)的氣體制備與性質(zhì)驗(yàn)證的組合實(shí)驗(yàn),請看圖回答下列問題:(1)A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________。(2)裝置B的作用是干燥二氧化碳?xì)怏w,利用了濃硫酸的________。(3)裝置D為工業(yè)煉鐵的反應(yīng)原理,其化學(xué)方程式為_________。(4)該套裝置中有一個明顯的不足之處,你的改進(jìn)方法是_________。(二)反應(yīng)一段時間后,觀察到裝置D玻璃管內(nèi)粉末變?yōu)樽兂珊谏?,生成的黑色固體均能被磁鐵吸引?;瘜W(xué)興趣小組對“CO還原Fe2O3粉末”的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的黑色粉末繼續(xù)進(jìn)行探究:【查閱資料】鐵粉、FeO、Fe3O4均為黑色固體:鐵粉、Fe3O4均能被磁鐵吸引?!咎岢霾孪搿繉Υ盆F吸引的黑色固體成分有以下三種猜想:猜想Ⅰ:Fe
猜想Ⅱ:Fe3O4
猜想Ⅲ:Fe和Fe3O4【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】(5)取少量反應(yīng)后的黑色固體放入試管中,加入足量的硫酸銅溶液,振蕩,充分反應(yīng)后靜置,觀察到紅色固體中混有黑色顆粒,說明__________(填“猜想I”、“猜想II”或“猜想Ⅲ”)是正確的?!敬鸢浮?1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑(2)吸水性(3)3CO+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2(4)在末端加一個燃著的酒精燈(5)猜想Ⅲ【解析】(1)A中發(fā)生反應(yīng)為石灰石的主要成分碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;(2)濃硫酸具有吸水性,且與二氧化碳不反應(yīng),故裝置B可用于干燥二氧化碳;(3)裝置C中二氧化碳和碳在高溫下反應(yīng)生成一氧化碳,故裝置D中反應(yīng)為一氧化碳和氧化鐵在高溫下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:3CO+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2;(4)一氧化碳有毒,未反應(yīng)的一氧化碳擴(kuò)散到空氣中,會污染空氣,故該裝置的的不足之處是缺少尾氣處理裝置,一氧化碳具有可燃性,故改進(jìn)方法是:在末端加一個燃著的酒精燈;(5)鐵能與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅,四氧化三鐵和硫酸銅不反應(yīng),故加入足量的硫酸銅溶液,振蕩,充分反應(yīng)后靜置,觀察到紅色固體中混有黑色顆粒,說明黑色固體為鐵和四氧化三鐵的混合物,故猜想Ⅲ正確。14.(2022·遼寧·營口市老邊區(qū)實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬預(yù)測)在鋼鐵工業(yè)推進(jìn)碳減排、碳捕集的過程中,化學(xué)發(fā)揮了重要作用。(1)“焦炭煉鋼”是先將鐵精礦(Fe2O3)和焦炭同時加入高爐,鼓人熱空氣,充分反應(yīng)后得到生鐵,再將生鐵轉(zhuǎn)移至煉鋼爐中煉制得鋼。高爐煉鐵的主要反應(yīng)原理是在高溫下,______奪取了Fe2O3里的氧,將鐵還原出來。(2)一種以“氫能煉鋼”替代“焦炭煉鋼”的工藝流程如圖所示。①高溫下,用H2煉鐵時反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。②跟“焦炭煉鋼”工藝相比,“氫能煉鋼”的主要優(yōu)點(diǎn)有______。③從物質(zhì)組成的角度,說明向煉鋼爐中加入廢鋼的目的:______。【答案】(1)一氧化碳##CO(2)3H2+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3H2O;
不排放二氧化碳,無污染;
調(diào)節(jié)鋼中的含碳量【解析】(1)高爐煉鐵的原理是在高溫條件下用還原劑CO將鐵從鐵的氧化物中還原出來;故答案為:一氧化碳或CO;(2)①高溫下,用H2煉鐵,該反應(yīng)是高溫條件下,氫氣和氧化鐵反應(yīng)生成鐵和水,因此反應(yīng)的化學(xué)方程式為的化學(xué)方程式為:3H2+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3H2O;故答案為:3H2+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3H2O;②跟“焦炭煉鋼”工藝相比,“氫能煉鋼”的主要優(yōu)點(diǎn)有不排放二氧化碳,生成水,無污染;故答案為:不排放二氧化碳,無污染;③鋼中含碳量比生鐵中的低,因此煉鋼的本質(zhì)就是降低生鐵的含碳量從物質(zhì)組成的角度,說明向煉鋼爐中加入廢鋼的目的是調(diào)節(jié)鋼中的含碳量;故答案為:調(diào)節(jié)鋼中的含碳量。15.(2022·安徽·合肥市第五十五中學(xué)模擬預(yù)測)中國首個火星探測器祝融號成功著陸火星,傳回的火星地表圖像主要為橘紅色,經(jīng)分析火星地表廣泛分布著赤鐵礦等礦石。請你與興趣小組同學(xué)一起開展以下項(xiàng)目研究?!救蝿?wù)一】鐵的治煉如圖是CO還原氧化鐵的微型實(shí)驗(yàn)裝置(已知:)。實(shí)驗(yàn)時先______(填“擠壓軟塑料滴瓶”或“點(diǎn)燃酒精噴燈”),原因是______?!救蝿?wù)二】探究鐵的銹蝕小組同學(xué)在A、B、C、D、E五只燒瓶中分別放入干燥的細(xì)鐵絲、浸過食鹽水的細(xì)鐵絲、浸過蒸餾水的細(xì)鐵絲、浸過10%食鹽水的鐵粉、完全浸沒在蒸餾水中的細(xì)鐵絲,然后裝配成如圖所示的相同的五套裝置,每隔一段時間測量導(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。時間/小時0.51.01.52.02.53.0A瓶(干燥的細(xì)鐵絲)000000B瓶(浸過10%食鹽水的細(xì)鐵絲)0.20.81.62.63.95.4C瓶(浸過蒸餾水的細(xì)鐵絲)000.10.30.81.5D瓶(浸過10%食鹽水的鐵粉)0.61.62.94.86.98.9E瓶(完全浸沒在蒸餾水中的細(xì)鐵絲)000000回答下列問題(以燒瓶編號代替實(shí)驗(yàn)編號):(1)通過實(shí)驗(yàn)C和實(shí)驗(yàn)______中現(xiàn)象的比較,得出鐵生銹需要氧氣和水。(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)B和D的目的是______。對比實(shí)驗(yàn)B和C中的現(xiàn)象,得出的結(jié)論是______。(3)鐵銹蝕后應(yīng)及時除銹的原因是______?!就卣固骄俊啃〗M同學(xué)又將上述D燒瓶中剩余的物質(zhì)取出,洗滌、干燥,得mg固體,連接如圖裝置,檢查氣密性,加入剛得到的mg固體與足量稀鹽酸,完全反應(yīng)后,常溫常壓下丙中注射器收集到VmL氫氣(常溫常壓下,氫氣的密度是ρg/mL。)。(1)mg固體中鐵銹的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為______。(2)該實(shí)驗(yàn)條件下測得鐵銹的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小的原因是______。乙裝置中蒸餾水的作用是______。【答案】【任務(wù)一】擠壓軟塑料滴瓶
如果先點(diǎn)燃酒精噴燈再擠壓軟塑料滴瓶生成一氧化碳,加熱一氧化碳和空氣的混合物會發(fā)生爆炸
【任務(wù)二】(1)A
(2)探究鐵的表面積大小對其生銹速率的影響
食鹽水可以加快鐵的腐蝕
(3)鐵銹疏松多孔,能吸附空氣中的氧氣和水,會加快鐵的銹蝕
【拓展探究】eq\f(m-28Vρ,m)×100%
氫氣未干燥,含有水蒸氣
吸收氣體中的氯化氫,防止影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果【解析】任務(wù)一:應(yīng)該先擠壓軟塑料滴瓶,再點(diǎn)燃酒精噴燈,如果先點(diǎn)燃酒精噴燈再擠壓軟塑料滴瓶生成一氧化碳,加熱一氧化碳和空氣的混合物會發(fā)生爆炸。任務(wù)二:(1)、通過實(shí)驗(yàn)C和實(shí)驗(yàn)A中現(xiàn)象的比較,得出鐵生銹需要氧氣和水;(2)、實(shí)驗(yàn)B用的是浸過10%食鹽水的細(xì)鐵絲,實(shí)驗(yàn)D用的是浸過10%食鹽水的鐵粉,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)B和D的目的是探究鐵的表面積大小對其生銹速率的影響;實(shí)驗(yàn)C用的是浸過蒸餾水的細(xì)鐵絲,由表分析可得,相同時間內(nèi)實(shí)驗(yàn)B中導(dǎo)管中水面上升的高度更高,對比實(shí)驗(yàn)B和C中的現(xiàn)象,得出的結(jié)論是食鹽水可以加快鐵的腐蝕;(3)、鐵銹疏松多孔,能吸附空氣中的氧氣和水,會加快鐵的銹蝕,因此鐵銹蝕后應(yīng)及時除銹。拓展探究:(1)、生成氣體體積為VmL,所以氫氣質(zhì)量為Vml×ρg/mL=Vρg,設(shè)鐵的質(zhì)量為x,F(xiàn)e+2HCl=FeCl2+H2↑562xVρgeq\f(56,2)=eq\f(x,Vρg)x=28Vρg則該固體中鐵銹質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為:eq\f(mg-28Vρg,mg)×100%=eq\f(m-28Vρ,m)×100%;(2)、該實(shí)驗(yàn)的原理是甲裝置中生成的氫氣通過乙裝置后排到注射器中,從而測得生成的氫氣的體積,氫氣未干燥,導(dǎo)致測得的體積偏大,則根據(jù)氫氣計(jì)算所得鐵的質(zhì)量增大,鐵銹的質(zhì)量就會減小,因此該實(shí)驗(yàn)條件下測得鐵銹質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小的原因是氫氣未干燥,含有水蒸氣;乙裝置中蒸餾水的作用是吸收氣體中的氯化氫,防止影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。16.(2021·福建中考真題)鋼鐵是應(yīng)用廣泛的金屬材料。(1)英國學(xué)者R·坦普爾論證了我國古代冶鐵技術(shù)世界第一。早在公元前4世紀(jì),中國已廣泛利用鐵礦石與木炭生產(chǎn)生鐵,并加入“黑土”以降低生鐵的熔化溫度;公元前2世紀(jì),中國人發(fā)明了“充氧”等煉鋼法。①“黑土”含有磷酸鐵(FePO4),其中磷元素的化合價(jià)為______________。②生鐵生產(chǎn)過程中,一氧化碳與氧化鐵在高溫下反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________。③煉鋼中“充氧”的目的是降低生鐵中的______________,獲得性能更好的鋼。(2)對鋼鐵制品進(jìn)行“發(fā)藍(lán)”處理,使其表面生成一層致密的氧化膜,能有效防止鋼鐵銹蝕。①“發(fā)藍(lán)”過程發(fā)生了______________(填“物理變化”或“化學(xué)變化”)。②致密氧化膜能防止鋼鐵銹蝕的原因是______________?!敬鸢浮浚?)①+5②Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2③含碳量(2)①化學(xué)變化②隔絕氧氣和水【解析】(1)①磷酸鐵中鐵元素顯+3價(jià),氧元素顯-2價(jià),設(shè)磷元素的化合價(jià)為x,根據(jù)化合物中,正、負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為零,可得:(+3)+x+(-2)×4=0,x=+5;②一氧化碳與氧化鐵在高溫下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2;③碳能與氧氣在點(diǎn)燃的條件下反應(yīng)生成二氧化碳,煉鋼中“充氧”的目的是降低生鐵中的含碳量,獲得性能更好的鋼;(2)①“發(fā)藍(lán)”過程有金屬氧化物生成,屬于化學(xué)變化;②鐵生銹的條件是鐵與氧氣和水接觸,致密氧化膜能防止鋼鐵銹蝕的原因是:隔絕氧氣和水。17.(2021·黑龍江大慶市·中考真題)某興趣小組的同學(xué)們利用如圖所示的裝置對CO還原Fe2O3粉末的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究(固定裝置略)。(查閱資料)CO能溶于銅液(醋酸二氨合銅(Ⅰ)和氨水的混合液)(1)按上圖連接裝置A-E,在裝入試劑前,先______。(2)寫出裝置B中反應(yīng)的化學(xué)方程式______。(3)通入CO2一段時間后,先點(diǎn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:______;______。寫出裝置D中反應(yīng)的化學(xué)方程式______。(6)某同學(xué)認(rèn)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”)。【答案】(1)檢查裝置的氣密性(2)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O(3)A(4)吸收從氫氧化鈉溶液中帶出的水蒸氣(5)紅色固體變成黑色澄清石灰水變渾濁Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2(6)吸收一氧化碳c【解析】(1)在實(shí)驗(yàn)開始前,需要檢查裝置的氣密性;(2)B中進(jìn)行的是氫氧化鈉和二氧化碳的反應(yīng):CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;(3)該裝置是先讓二氧化碳和碳反應(yīng),因此先點(diǎn)燃A處酒精燈;(4)濃硫酸具有吸水性,將從氫氧化鈉溶液中的水蒸氣吸收,防止水進(jìn)入D中產(chǎn)生爆炸;(5)一氧化碳和三氧化二鐵反應(yīng),生成鐵和二氧化碳:Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是紅色固體變?yōu)楹谏?,E中澄清石灰水變渾濁;(6)該實(shí)驗(yàn)缺少尾氣處理裝置,因此需要加上F裝置吸收一氧化碳,一氧化碳從c進(jìn)入,確保一氧化碳和溶液接觸。18.(2021·江蘇連云港)在鋼鐵工業(yè)推進(jìn)碳減排、碳捕集的過程中,化學(xué)發(fā)揮了重要作用。(1)“焦炭煉鋼”是先將鐵精礦(Fe2O3)和焦炭同時加入高爐,鼓入熱空氣,充分反應(yīng)后得生鐵,再將生鐵轉(zhuǎn)移至煉鋼爐中煉制得鋼。①高爐煉鐵的主要反應(yīng)原理是在高溫下,_______奪取了Fe2O3里的氧,將鐵還原出來。②某鋼鐵廠每年需要向高爐中加入120萬噸的焦炭,若加入的焦炭全部轉(zhuǎn)化為CO2,則該鋼鐵廠每年排放CO2的質(zhì)量為_______萬噸。(2)為了實(shí)現(xiàn)CO2的捕集利用,我國研制出一種多功能復(fù)合催化劑(含NaFe3O4),能將CO2轉(zhuǎn)化為汽油,轉(zhuǎn)化步驟如下:CO2eq\o\ac(\s\up5(H2),\s\do0(→),\s\do5(步驟Ⅰ))COeq\o\ac(\s\up5(H2),\s\do0(→),\s\do5(步驟Ⅱ))(CH2)neq\o\ac(\s\up5(),\s\do0(→),\s\do5(步驟Ⅲ))汽油①步驟Ⅰ除生成CO外,還生成另一種氧化物。該氧化物的化學(xué)式是_______。②下列說法錯誤的是_______(填字母)。a所得汽油中含有C、H兩種元素bNaFe3O4中O為-2價(jià),F(xiàn)e為+3價(jià)c上述轉(zhuǎn)化不僅有利于CO2減排,還可以減輕人類對化石能源的需求(3)一種以“氫能煉鋼”替代“焦炭煉鋼”的工藝流程如圖所示。①高溫下,用H2煉鐵時反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。②跟“焦炭煉鋼”工藝相比,“氫能煉鋼”的主要優(yōu)點(diǎn)有_______。③從物質(zhì)組成的角度,說明向煉鋼爐中加入廢鋼的目的:_______?!敬鸢浮緾O440H2Ob3H2+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3H2O不排放CO2、無污染調(diào)節(jié)鋼中的含碳量【解析】(1)①高爐煉鐵的主要反應(yīng)原理是在高溫下,CO奪取了Fe2O3里的氧,將鐵還原出來;(2)②設(shè)每年排放CO2的質(zhì)量為x,C+O2eq\o\ac(\s\up7(點(diǎn)燃),\o(===,====))CO2124412萬噸xeq\f(12,44)=eq\f(12萬噸,x)x=440萬噸(2)①步驟Ⅰ是二氧化碳和氫氣反應(yīng)生成一氧化碳和水,故氧化物的化學(xué)式為:H2O;②a、根據(jù)質(zhì)量守恒定律,反應(yīng)物中只有C、H兩種元素,所以所得汽油中含有C、H兩種元素,正確;b、四氧化三鐵中氧為-2價(jià),兩個鐵為+3價(jià),另外一個鐵為+2價(jià),錯誤;c、上述轉(zhuǎn)化不僅有利于CO2減排,還可以減輕人類對化石能源的需求,正確。故選b;(3)氫氣和二氧化三鐵在高溫下反應(yīng)生成鐵和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2;②“焦炭煉鋼”有二氧化碳產(chǎn)生,“氫能煉鋼”的產(chǎn)物為水,優(yōu)點(diǎn)是不排放CO2、無污染;③從物質(zhì)組成的角度,說明向煉鋼爐中加入廢鋼的目的調(diào)節(jié)鋼中的含碳量。故答案為:①CO;②440;③H2O;④b;⑤Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2;⑥不排放CO2、無污染;⑦調(diào)節(jié)鋼中的含碳量。19.(2021·江蘇徐州·中考真題)銅及其化合物在生產(chǎn)生活中有重要應(yīng)用。某同學(xué)對銅及某些含銅物質(zhì)進(jìn)行探究。[溫故如新](1)在①CuO②Cu(OH)2③CuCl2④Cu2(OH)2CO3[也可表示為CuCO3·Cu(OH)2]這4種物質(zhì)中,屬于堿的有___________(填序號):除①CuO外,其余3種物質(zhì)在常溫下易溶于水有___________(填序號)。(2)考古出土的春秋末期制造的青銅劍,歷經(jīng)2500余年,其表面且有一層薄銹,但仍寒光逼人,劍刃鋒利。由此可知,青銅具有的特性有___________(任寫一條)。銅器表面的薄銹是銅與空氣中的氧氣、水、___________等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)所形成。[提出問題]除H2、CO能還原CuO外,是否還有其他氣體能夠還原CuO得到金屬銅?怎樣從含CuCl2、FeCl3的某工業(yè)廢液中回收金屬銅和FeCl2溶液?[查閱資料]a、通常狀況下,氨氣極易溶于水形成溶液;加熱時,氨氣能與CuO反應(yīng)生成氮?dú)夂徒饘巽~等,可用如圖所示裝置驗(yàn)證。b、在溶液中能發(fā)生反應(yīng)2FeCl3+Fe=3FeCl2[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)1](3)按圖示連接裝置,檢查氣密性后,加(通)入相關(guān)藥品,后續(xù)操作均按規(guī)范要求進(jìn)行,完成實(shí)驗(yàn)。①將CuO粉末裝入玻璃管A中的具體操作方法是___________。②實(shí)驗(yàn)時,在試管B中能夠觀察到的現(xiàn)象是有液體出現(xiàn),該液體是___________(填“純凈物”或“混合物”)。③從環(huán)保角度看該裝置的不足之處是___________[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)2](4)取適量含CuCl2、FeCl3的某工業(yè)廢液樣品,向其中加入過量鐵粉并充分反應(yīng)后,過濾,將濾渣和足量___________(填“稀鹽酸”或“稀硫酸")充分反應(yīng),再___________(填操作名稱)、洗滌、干燥即可回收得到金屬銅;所得濾液中含有需要回收的FeCl2。[拓展延伸](5)已知:加熱時,葡萄糖溶液與氫氧化銅懸濁液能發(fā)生反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)室可用CuSO4溶液等物質(zhì)檢驗(yàn)葡萄糖的存在,具體實(shí)驗(yàn)過程為:在試管中加入2mL10%NaOH溶液,滴加5%CuSO4溶液5滴(每滴溶液按0.04mL計(jì)算。兩種溶液的密度均按1g/mL計(jì)算),混合均勻,充分反應(yīng),得混合物A.再向上述試管中加入幾滴10%葡萄糖溶液,并在酒精燈上加熱至沸騰,片刻后生成紅色沉淀B.
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