Question

【題目】目前，我國鋼鐵產(chǎn)量居世界第一，為國民經(jīng)濟的發(fā)展奠定了堅實的基礎。

（一）鐵的廣泛應用

（1）認識鐵：從宏觀看，鐵由______組成；從微觀看，鐵由_________構成。我國在西漢時期就有“曾青得鐵則化為銅”之說，其化學方程式是______________________。

（2）生活中：右圖是常用的鐵鍋。用鐵鍋做炊具，是利用了鐵的___________性。防止鐵鍋生銹，通常采用的方法是____________。

（3）實驗室：鐵絲在純凈氧氣中燃燒的化學反應方程式為__________。鐵絲燃燒時火星四射，經(jīng)研究表明產(chǎn)生火星四射現(xiàn)象的原因，可能是同時生成了某種氣體，推測該氣體是___________(填化學式)。

（二）鐵銹蝕的條件探究

（4）鐵在潮濕的空氣里容易發(fā)生銹蝕，證明水一定參加了反應，必須要做的對比實驗是_______（填字母）。

A．①② B．①③ C．②③ D．①②③

（5）一般情況下，兩種活動性不同的金屬在潮濕的環(huán)境中接觸時，活動性強的金屬首先被腐蝕。造船工業(yè)為了避免輪船的鋼鐵外殼被腐蝕，通常在輪船外殼鑲嵌的是_____（填“鋅塊”或“銅塊”）。

（6）如圖所示，將包有樣品的濾紙包用大頭針固定在橡膠塞上，迅速塞緊，觀察到量筒內(nèi)水沿著細導管慢慢進廣口瓶（容積為150mL）。當溫度恢復至室溫，且量筒內(nèi)水面高度不變時讀數(shù)（此時瓶內(nèi)氧氣含量近似為零）。記錄起始和最終量筒的讀數(shù)以及所需時間如下表。（濾紙包等所占體積忽略不計）

序號	樣品	量筒起始讀數(shù)	量筒最終讀數(shù)	所需時間/min
1	1g鐵粉、0.2 g碳和10滴水	100 mL	72 mL	約120
2	1g鐵粉、0.2g碳、10滴水和少量NaCl	100 mL	72 mL	約70
3		/	/	/

①鐵銹的主要成分是______（寫化學式）。

②實驗1和2說明NaCl可以_______（填“加快”或“減慢”）鐵銹蝕的速率。

③實驗開始后廣口瓶內(nèi)溫度上升，說明鐵銹蝕過程是______（填“放熱”或“吸熱”）過程。④實驗1和3是探究碳對鐵銹蝕速率的影響，表格空白處應填寫的實驗3的樣品組成是________。

⑤該裝置還可用于測量空氣中氧氣的體積分數(shù)。根據(jù)上述數(shù)據(jù)計算氧氣的體積含量是________%（精確到小數(shù)點后1位）。

（三）鐵的冶煉

（7）某鋼鐵廠煉鐵的主要原料是焦炭、赤鐵礦（主要成分為氧化鐵）、石灰石等，煉鐵設備--高爐結構如圖所示，請回答下列問題：

①煉鐵的固體原料需預先經(jīng)過粉碎，其目的是___________。

②煉鐵高爐內(nèi)發(fā)生的主要過程如下：

寫出步驟寫出A、B兩步反應的化學方程式：

A：_____________，B：________________

③資料顯示，煉鐵中焦炭的實際用量遠高于理論值，可能原因是______（填字母）。

A．部分焦炭與鐵相互熔合，成為生鐵中的部分碳元素

B．焦炭轉(zhuǎn)變成一氧化碳后，并不能全部參加反應

C．焦炭在高溫下會分解

④某煉鐵廠現(xiàn)用100t含氧化鐵80%的赤鐵礦石煉鐵，計算理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量__________span>。（計算結果精確到0.1t）

Answer 1

【答案】鐵元素 鐵原子 Fe+CuSO4==FeSO4+Cu 導熱 及時擦干 3Fe+2O2Fe3O4 CO2 B 鋅塊 Fe2O3 加快 放熱 1g鐵、10滴水 18.7% 增大接觸面積，加快反應速率（使反應充分） C+O2CO2 CO2+C2CO AB 58.3t(過程略）

【解析】

（1）從宏觀上看，物質(zhì)是由元素組成的，從微觀上看，物質(zhì)是由粒子構成的，鐵是由鐵元素組成的，是由鐵原子構成的；曾青就是硫酸銅溶液，因為它是藍綠色的，該反應就是鐵和硫酸銅反應生成銅硫酸亞鐵，銅附著在鐵的表面，反應方程式為：Fe +CuSO4====Cu +FeSO4；（2）把鐵制成鐵鍋利用了鐵的導熱性；鐵在與氧氣、水共存時易發(fā)生銹蝕，所以為了防止鐵鍋生銹，在使用后要保持鐵鍋表面潔凈、干燥；

（3）鐵在與氧氣在點燃的條件下反應生成四氧化三鐵，反應方程式為3Fe+202Fe3O4；鐵中可能含有一定量的碳，故生成的氣體可能是二氧化碳；

（4）鐵生銹的條件是與水和氧氣直接接觸，要想證明鐵生銹時，水一定參加了反應，就要進行鐵在氧氣和水共同作用下的反應實驗和鐵在只有氧氣，沒有水下的實驗。實驗①是鐵在氧氣和水共同作用下的反應，實驗②是鐵只與水接觸下的反應，實驗③是鐵只與氧氣接觸的反應。要想證明鐵生銹時，水一定參加了反應，就要進行鐵在氧氣和水共同作用下的反應實驗和鐵在只有氧氣，沒有水下的實驗，所以應選實驗①③，故選B；

（5）兩種活動性不同的金屬在潮濕的環(huán)境中接觸時，活動性強的金屬首先被腐蝕金屬，由活動性順序表可找出比鐵活動性強的金屬。所以，為了避免輪船的鋼質(zhì)外殼被腐蝕，通常在輪船外殼上鑲嵌的金屬是鋅板。

（6）①鐵銹的主要成分為Fe2O3；②實驗1和2之間唯一的變量為是否有NaCl，根據(jù)含有NaCl的第2組實驗，反應所需的時間較短，所以NaCl能加快鐵銹蝕的速率；③通過溫度升高，可以直接得出鐵銹蝕的過程是放熱的過程；④實驗1和3是探究碳對鐵銹蝕速率的影響，所以該對照組間唯一的變量應為是否含有碳，因為實驗1有碳，則實驗3應不含碳，其它的因素應完全相同，所以實驗3的樣品組成為1g鐵粉、10滴水；⑤因為量筒內(nèi)液體減少的體積即為廣口瓶內(nèi)所含有的全部氧氣的體積，所以氧氣的體積含量是×100%=18.7%；

（7）①煉鐵的固體原料需經(jīng)過粉碎，來增大反應接觸面積，加快反應速率；②焦炭的主要成分為C，A：C+O2CO2，B：CO2+C2CO；③在生鐵冶煉的過程中，部分碳沒有參加反應轉(zhuǎn)移到的生鐵中，還有部分碳生成的一氧化碳沒有參加反應而損失，所以理論值小于實際用量，故選AB；

（8）由于一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳，根據(jù)化學方程式進行計算代入的數(shù)據(jù)必須是純凈物的質(zhì)量，可設理論上可以煉出的含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是x，則

，得x=58.3t，故理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是58.3t。