Question

金属是一种重要的材料，人类的生活和生产都离不开金属，全世界每年因生锈损失的钢铁，约占世界年产量的十分之一．
（1）兴趣小组的同学想探究钢铁锈蚀的条件，他将一个干净的铁钉放入试管中（如图1），定期观察并记录现象．图1中最先锈蚀的部位

 

（填写A、B或C）；举出一种防止钢铁锈蚀的具体方法

 

；

（2）根据图2的应用实例，试说出金属具有的一点物理性质

 

；
（3）铝的活动性比铁强，但铝在空气中却表现出良好的抗腐蚀性，原因是

 

；
（4）图3中不同的金属被开发、利用的年代不同，决定这一先后顺序的关键因素是

 

；

A．金属的活动性           B．金属的导电性
C．金属的延展性           D．地壳中金属元素的含量
（5）用质量相等的镁粉和铝粉，分别与溶质质量分数相同、等质量的稀盐酸充分反应，产生氢气的质量和反应所用时间的关系如图4所示．则下列说法中正确的是

 

；

A．曲线a、b分别表示镁、铁的反应情况
B．可能盐酸均反应完，镁恰好完全反应，铁剩余
C．可能盐酸均反应完，镁、铁也恰好完全反应
D．镁、铁都反应完，盐酸有剩余
（6）联想到工业上用铁矿石冶炼铁，他们在实验室用CO还原氧化铁，实验如图5甲所示
①实验过程中仪器①中发生的反应的化学方程式为

 

，现象是

 

，仪器③中的现象是

 

．
②有同学认为为了防止溶液倒吸，本实验停止加热前要先断开①和③的连接处，你的意见和理由是

 

．
③实验过程中产生的尾气不能直接排放的原因是

 

．
④图5乙是下业生产中炼铁高炉的结构图．实际生产中炼铁的原料铁矿石、焦炭、石灰石是从原料入口加入的，其中焦炭在高炉炼铁时的作用之一是产生高温，另一作用为

 

；生铁出口低于炉渣出口的原因是

 

．
⑤用一氧化碳充分还原10克赤铁矿（主要成份为氧化铁，杂质不反应），得到固体7.6克．试计算该矿石中氧化铁的质量分数．

Answer 1

考点：金属锈蚀的条件及其防护,金属的物理性质及用途,金属的化学性质,一氧化碳还原氧化铁,铁的冶炼,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式,根据化学反应方程式的计算

专题：金属与金属材料

分析：（1）根据铁生锈的条件进行分析；
（2）根据金属的物理性质进行分析；
（3）分析铝在空气中所发生的变化，解释虽然铝的活动性比铁强，但却表现出良好的抗腐蚀性的原因；
（4）根据金属活动性顺序进行分析；
（5）根据镁和铁于盐酸的反应结合图象进行合理化判断；
（6）回顾一氧化碳还原氯化铁的实验，回答对该实验的操作所提出的问题，并写出反应的化学方程式；
（7）利用图中数据，对比大规模开发、利用的与金属其它因素间的关系，判断与金属大规模开发、利用的先后顺序有关的因素．

解答：解：（1）铁在与水和氧气同时接触容易生锈，图中B处与水和氧气接触最为充分，生锈最严重；涂油可以隔绝钢材与空气和水的接触，使得钢材不能满足锈蚀条件而防止生锈，故填：B，涂油；
（2）用作电线是利用金属的导电性，制成金属丝说明金属具有延展性，用作炊具说明金属具有导热性，故填：导电性；
（3）铝在空气中与氧气化合，在铝的表面生成致密的氧化铝薄膜（或氧化铝膜），阻止了铝进一步与氧气的接触，故填：铝在空气中易被氧气氧化生成致密的氧化铝保护膜，起到了保护作用；
（4）据图可知越活泼的金属利用的年代越近，说明与金属的活动性有关，故填：A；
（5据图可以看出，a反应的速率达，b反应的速率小，根据镁比铁活泼可以知道a是镁，b是铁，由于反应后生成的氢气质量相同，氢气来自酸中的氢，故盐酸全部参加反应，当金属镁和铁于相同量的盐酸反应时，消耗的铁的质量大，故不可能铁有剩余镁全部反应，观察选项，故填：A；
（6）①一氧化碳具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，故会观察到①中红色粉末变黑，③中澄清石灰水变浑浊的现象，故填：3CO+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+3CO₂；红色粉末变黑；变浑浊；
②本实验停止加热前不需要先断开①和③的连接处，因为此实验结束是需要继续通入一氧化碳直至玻璃管冷却，故填：不需要，因为需要继续通入一氧化碳直至玻璃管冷却；
③一氧化碳是有毒的气体，排放到空气中会污染空气，故填：一氧化碳是有毒的物质，会污染空气；
④碳燃烧能释放热量，提供高温，同时能产生具有还原性的一氧化碳；生铁的密度大于炉渣的密度，会沉在下面，需要低于炉渣出口，故填：产生一氧化碳，生铁的密度比炉渣大；
⑤设氧化铁的质量为x
3CO+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+3CO₂△m
    160      112        48
     x                    10g-7.6g 

160

x

=

48

10g-7.6g

  x=8g
该矿石中氧化铁的质量分数为：

8g

10g

×100%=80%
答：该矿石中氧化铁的质量分数为80%．

点评：本题为涉及较多的化学基础知识，题目难点不大但涉及面较广，耐心审题、沉着作答对于解答类似问题会有较大帮助．