Question

【题目】目前，我国钢铁产量居世界第一，为国民经济的发展奠定了坚实的基础。

（一）铁的广泛应用

（1）认识铁：从宏观看，铁由______组成；从微观看，铁由_________构成。我国在西汉时期就有“曾青得铁则化为铜”之说，其化学方程式是______________________。

（2）生活中：右图是常用的铁锅。用铁锅做炊具，是利用了铁的___________性。防止铁锅生锈，通常采用的方法是____________。

（3）实验室：铁丝在纯净氧气中燃烧的化学反应方程式为__________。铁丝燃烧时火星四射，经研究表明产生火星四射现象的原因，可能是同时生成了某种气体，推测该气体是___________(填化学式)。

（二）铁锈蚀的条件探究

（4）铁在潮湿的空气里容易发生锈蚀，证明水一定参加了反应，必须要做的对比实验是_______（填字母）。

A．①② B．①③ C．②③ D．①②③

（5）一般情况下，两种活动性不同的金属在潮湿的环境中接触时，活动性强的金属首先被腐蚀。造船工业为了避免轮船的钢铁外壳被腐蚀，通常在轮船外壳镶嵌的是_____（填“锌块”或“铜块”）。

（6）如图所示，将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上，迅速塞紧，观察到量筒内水沿着细导管慢慢进广口瓶（容积为150mL）。当温度恢复至室温，且量筒内水面高度不变时读数（此时瓶内氧气含量近似为零）。记录起始和最终量筒的读数以及所需时间如下表。（滤纸包等所占体积忽略不计）

序号	样品	量筒起始读数	量筒最终读数	所需时间/min
1	1g铁粉、0.2 g碳和10滴水	100 mL	72 mL	约120
2	1g铁粉、0.2g碳、10滴水和少量NaCl	100 mL	72 mL	约70
3		/	/	/

①铁锈的主要成分是______（写化学式）。

②实验1和2说明NaCl可以_______（填“加快”或“减慢”）铁锈蚀的速率。

③实验开始后广口瓶内温度上升，说明铁锈蚀过程是______（填“放热”或“吸热”）过程。④实验1和3是探究碳对铁锈蚀速率的影响，表格空白处应填写的实验3的样品组成是________。

⑤该装置还可用于测量空气中氧气的体积分数。根据上述数据计算氧气的体积含量是________%（精确到小数点后1位）。

（三）铁的冶炼

（7）某钢铁厂炼铁的主要原料是焦炭、赤铁矿（主要成分为氧化铁）、石灰石等，炼铁设备--高炉结构如图所示，请回答下列问题：

①炼铁的固体原料需预先经过粉碎，其目的是___________。

②炼铁高炉内发生的主要过程如下：

写出步骤写出A、B两步反应的化学方程式：

A：_____________，B：________________

③资料显示，炼铁中焦炭的实际用量远高于理论值，可能原因是______（填字母）。

A．部分焦炭与铁相互熔合，成为生铁中的部分碳元素

B．焦炭转变成一氧化碳后，并不能全部参加反应

C．焦炭在高温下会分解

④某炼铁厂现用100t含氧化铁80%的赤铁矿石炼铁，计算理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量__________span>。（计算结果精确到0.1t）

Answer 1

【答案】铁元素 铁原子 Fe+CuSO4==FeSO4+Cu 导热 及时擦干 3Fe+2O2Fe3O4 CO2 B 锌块 Fe2O3 加快 放热 1g铁、10滴水 18.7% 增大接触面积，加快反应速率（使反应充分） C+O2CO2 CO2+C2CO AB 58.3t(过程略）

【解析】

（1）从宏观上看，物质是由元素组成的，从微观上看，物质是由粒子构成的，铁是由铁元素组成的，是由铁原子构成的；曾青就是硫酸铜溶液，因为它是蓝绿色的，该反应就是铁和硫酸铜反应生成铜硫酸亚铁，铜附着在铁的表面，反应方程式为：Fe +CuSO4====Cu +FeSO4；（2）把铁制成铁锅利用了铁的导热性；铁在与氧气、水共存时易发生锈蚀，所以为了防止铁锅生锈，在使用后要保持铁锅表面洁净、干燥；

（3）铁在与氧气在点燃的条件下反应生成四氧化三铁，反应方程式为3Fe+202Fe3O4；铁中可能含有一定量的碳，故生成的气体可能是二氧化碳；

（4）铁生锈的条件是与水和氧气直接接触，要想证明铁生锈时，水一定参加了反应，就要进行铁在氧气和水共同作用下的反应实验和铁在只有氧气，没有水下的实验。实验①是铁在氧气和水共同作用下的反应，实验②是铁只与水接触下的反应，实验③是铁只与氧气接触的反应。要想证明铁生锈时，水一定参加了反应，就要进行铁在氧气和水共同作用下的反应实验和铁在只有氧气，没有水下的实验，所以应选实验①③，故选B；

（5）两种活动性不同的金属在潮湿的环境中接触时，活动性强的金属首先被腐蚀金属，由活动性顺序表可找出比铁活动性强的金属。所以，为了避免轮船的钢质外壳被腐蚀，通常在轮船外壳上镶嵌的金属是锌板。

（6）①铁锈的主要成分为Fe2O3；②实验1和2之间唯一的变量为是否有NaCl，根据含有NaCl的第2组实验，反应所需的时间较短，所以NaCl能加快铁锈蚀的速率；③通过温度升高，可以直接得出铁锈蚀的过程是放热的过程；④实验1和3是探究碳对铁锈蚀速率的影响，所以该对照组间唯一的变量应为是否含有碳，因为实验1有碳，则实验3应不含碳，其它的因素应完全相同，所以实验3的样品组成为1g铁粉、10滴水；⑤因为量筒内液体减少的体积即为广口瓶内所含有的全部氧气的体积，所以氧气的体积含量是×100%=18.7%；

（7）①炼铁的固体原料需经过粉碎，来增大反应接触面积，加快反应速率；②焦炭的主要成分为C，A：C+O2CO2，B：CO2+C2CO；③在生铁冶炼的过程中，部分碳没有参加反应转移到的生铁中，还有部分碳生成的一氧化碳没有参加反应而损失，所以理论值小于实际用量，故选AB；

（8）由于一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，根据化学方程式进行计算代入的数据必须是纯净物的质量，可设理论上可以炼出的含铁96%的生铁的质量是x，则

，得x=58.3t，故理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是58.3t。