Question

5．铁及其化合物在生活生产中有重要的应用．请回答下列问题：
（1）在盛有氧气的集气瓶中点燃细铁丝发生剧烈燃烧的化学方程式是3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe₃O₄，
为防止集气瓶破裂，常采取的措施是预先在集气瓶中装少量水或放一层细沙．
（2）已知铁能与氯化铁反应生成氯化亚铁．将生锈的铁钉（铁锈的主要成分是Fe₂O₃）放入盐酸中，充分反应后有铁剩余，写出发生置换反应的化学方程式Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑：，溶液中的金属阳离子是Fe²⁺（用符号表示）．
（3）高炉炼铁中，焦炭的作用是C+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂；CO₂+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO（用化学方程式表示）．
（4）把铁粉和铜粉的混合物放入硝酸银溶液中，反应结束后有固体剩余．下列说法正确的是AD（填序号）．
A．剩余固体肯定含有银                   B．剩余固体肯定是银和铜
C．反应后溶液中一定有Fe²⁺和Cu²⁺         D．反应后溶液中可能含有Ag⁺和Cu²⁺．

Answer 1

分析 （1）根据铁丝在氧气燃烧的反应及注意事项分析回答；
（2）铁锈主要成分是氧化铁，放入稀盐酸后首先是铁锈反应，铁锈完全反应后铁和稀盐酸反应产生气泡，据此分析解答即可；
（3）根据在炼铁炉中碳的作用分析；
（4）根据三种金属活动性强弱关系铁＞铜＞银，对将铁粉和铜粉的混合物放入硝酸银溶液中可能出现的变化进行分析，判断反应结束后剩余固体成分．

解答 解：（1）铁丝与氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，方程式是：3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe₃O₄，为防止集气瓶破裂，常采取的措施是预先在集气瓶中装少量水或放一层细沙．
（2）生锈的铁钉放入稀盐酸中，先是表面的铁锈的主要成分氧化铁与盐酸反应生成氯化铁与水，当铁锈完全反应后铁与稀盐酸发生反应，生成氯化亚铁与氢气，反应的化学方程式为：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；由题意可知，铁能与氯化铁反应生成氯化亚铁，由于铁有剩余，溶液中不含有铁离子，子溶液中含有的氧离子时亚铁离子，符号为：Fe²⁺；
（3）在炼铁炉中焦炭的作用一是燃烧放出热量，二是产生一氧化碳做还原剂，反应的方程式是：C+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂、CO₂+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO；
（4）A、根据三种金属活动性强弱关系铁＞铜＞银，将铁粉和铜粉的混合物放入硝酸银溶液中，铁粉、铜粉都能与硝酸银发生反应得到银，因此剩余固体中一定含有银，故A对；
B、因未说明混合物的用量，因此对于固体混合物是否出现剩余则无法准确判断，因此肯定有银、可能有铜，故B错；
C、因为铁的质量无法确定，无法准确判断是否把铜银全部从其溶液中全部置换出来，所以反应后溶液中可能含有Ag⁺和Cu²⁺．故C错；
D、由上述分析可知，反应后溶液中可能含有Ag⁺和Cu²⁺．故D正确．
故答为：（1）3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe₃O₄，预先在集气瓶中装少量水或放一层细沙；  （2）Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑； Fe²⁺（3）C+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂；CO₂+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO；（4）AD．

点评 本题难度不大，考查学生根据金属活动顺序表，活动性强的金属能将活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来的有关知识．