Question

【題目】鋼鐵是重要的金屬材料，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中應(yīng)用非常廣泛。

I．鐵的應(yīng)用

（1）高科技產(chǎn)品“納米α-Fe粉”可以用于食品保鮮，稱之為“雙吸劑”，因?yàn)樗�能吸收空氣中�?/span>_________。

II．鐵的冶煉

工業(yè)煉鐵的原理是高溫下用CO作還原劑，將鐵從氧化物中還原出來。請回答下列問題：

（1）寫出以赤鐵礦為原料，在高溫下煉鐵的化學(xué)方程式：__________________；

（2）高爐煉鐵中，焦炭的作用除了可以生成一氧化碳外，還能______________；

Ⅲ．鐵的活動性探究

現(xiàn)用一定量的AgNO3和Cu (NO3)2混合溶液，進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)，并對溶液A和固體B的成分進(jìn)行了分析和研究．

（提出問題）溶液A中的溶質(zhì)可能有哪些？

（作出猜想）

①只有Fe(NO3)2

②有Fe (NO3)2、Cu (NO3)2

③ 有Fe (NO3)2、AgNO3

④ 有Fe (NO3)2、Cu (NO3)2、AgNO3

（交流討論）不合理的猜想是__（填標(biāo)號），其理由是_______

（實(shí)驗(yàn)探究）根據(jù)如表中的實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象，完成表中的實(shí)驗(yàn)結(jié)論

實(shí)驗(yàn)步驟	現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取少量固體B，滴加 稀鹽酸	有氣泡產(chǎn)生	溶液A中的溶質(zhì)成分符合 猜想_____．固體B中的金屬成分是________．

Ⅳ．生鐵中鐵含量的測定

某課外興趣小組測定生鐵（含雜質(zhì)的鐵，雜質(zhì)既不溶于水也不溶于酸）中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，他們?nèi)∥宸輼悠罚�分別加稀硫酸反應(yīng)．測得部分?jǐn)?shù)據(jù)如下，請根據(jù)有關(guān)信息回答問題．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5
取樣品質(zhì)量（g）	30.0	30.0	30.0	30.0	30.0
取稀硫酸質(zhì)量（g）	50.0	100.0	150.0	200.0	250.0
產(chǎn)生氣體質(zhì)量（g）/span>	0.2	a	0.6	0.8	0.9

（1）a的數(shù)值為______．

（2）列式計(jì)算該樣品中單質(zhì)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)______．

（3）第5次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，所得到溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式為_______．

（4）第1次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，所得到溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)______？列式計(jì)算寫過程。

Answer 1

【答案】水、氧氣 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 提供熱量 ③ 因?yàn)?/span>Ag的金屬活動性最弱，Fe先置換Ag，后置換Cu ① Ag、Cu、Fe 0.4 84% FeSO4、H2SO4 27.4%

【解析】

I．（1）“納米α-Fe粉”，稱之為“雙吸劑”，因?yàn)樗�能吸收空氣中的氧氣、水�?/span>

II．（1）以赤鐵礦為原料，在高溫下煉鐵的化學(xué)方程式是Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

（2）煉鐵時(shí)需要高溫，焦炭與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，同時(shí)放出大量的熱，可供給煉鐵使用，煉鐵時(shí)還需要一氧化碳作還原劑，二氧化碳與過量的焦炭反應(yīng)可生成一氧化碳。

Ⅲ．交流討論：金屬活動性順序中，排在前面的金屬能將排在后面的金屬從其化合物的水溶液中置換出來，金屬活動性差距大的，反應(yīng)先發(fā)生，將Fe 粉加入AgNO3和Cu (NO3)2混合溶液中，Fe 粉先與AgNO3溶液反應(yīng)，Fe+2AgNO3==2Ag+ Fe(NO3)2，待AgNO3溶液反應(yīng)完以后，Fe 粉再與Cu (NO3)2溶液反應(yīng)，Fe+Cu(NO3)2== Fe(NO3)2 +Cu。①溶質(zhì)一定有生成的Fe(NO3)2，如果Fe 粉過量，溶質(zhì)只有Fe(NO3)2，此猜想合理；②如果Fe 粉將AgNO3溶液反應(yīng)完以后，又與部分Cu (NO3)2溶液反應(yīng)，則溶質(zhì)有Fe (NO3)2、Cu (NO3)2，此猜想合理；③ 因?yàn)?/span>Fe粉先與AgNO3溶液反應(yīng)，溶質(zhì)中有AgNO3，則Fe 粉就沒有與Cu (NO3)2溶液反應(yīng)，溶質(zhì)中就一定有Cu (NO3)2，此猜想不合理；④ 如果Fe 粉的量少，只與部分AgNO3溶液反應(yīng)，則溶質(zhì)有生成的Fe (NO3)2、沒有反應(yīng)的AgNO3和Cu (NO3)2，此猜想合理。所以不合理的猜想是③。

實(shí)驗(yàn)探究：取少量固體B，滴加稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生，則固體B中含有鐵粉，即鐵粉過量，則 溶液A中的溶質(zhì)只有 Fe(NO3)2，溶液A中的溶質(zhì)成分符合猜想①，固體B中含有剩余的 Fe、生成的Ag、Cu。

Ⅳ．（1）第一次試驗(yàn)加入50g稀硫酸產(chǎn)生0.2g氫氣，第三次實(shí)驗(yàn)加入150g稀硫酸產(chǎn)生0.6g氫氣，所以第二次實(shí)驗(yàn)加入100g稀硫酸產(chǎn)生0.4g氫氣，故a=0.4g。

（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，該樣品與足量稀硫酸反應(yīng)生成0.9g氫氣，設(shè)30g樣品中鐵的質(zhì)量是x。

= ，解得x=25.2g

該樣品中單質(zhì)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%=84%

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第5次實(shí)驗(yàn)中稀硫酸有剩余，所以反應(yīng)結(jié)束后，所得到溶液中溶質(zhì)有生成的FeSO4、剩余的H2SO4

（4）第1次實(shí)驗(yàn)，稀硫酸完全參加了反應(yīng)，生成了0.2g氫氣，設(shè)該反應(yīng)中參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量是x，生成硫酸亞鐵的質(zhì)量是y。

=，解得x=5.6g =，解得y=15.2g

反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量為：5.6g+50g-0.2g=55.4g

所得到溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%=27.4%