Question

【题目】金属是现代生活和工业生产中应用极为普遍的一类材料。

（一）已知在相同的条件下，金属的活动性越强，金属和酸反应产生气泡（氢气）的速度就越快。Al、Cu、Fe三种金属在稀盐酸里的反应现象如图1所示。

（1）图1中Y所代表的金属是_____（填“Cu”或“Fe”）；

（2）Al、Cu、Fe三种金属的活动性由强到弱的顺序为_____；

（3）铝是一种活泼金属，但常温下铝却有较强的抗腐蚀性，其原因是_____；（用方程式表示化学原理）

（二）防止金属腐蚀，特别是钢铁的锈蚀是世界科学研究和技术领域中的重大问题。铁生锈的条件为铁与_____、_____ 同时接触，_____（举一例物质）可加速铁的锈蚀。为了防止铁制品生锈，应采取的措施是_____（写出一种）。

（查阅资料）铁锈成分复杂，化学式可简单表示为Fe2O3nH2O．浓硫酸可以吸水，碱石灰可以吸收水和二氧化碳。

（提出问题）铁锈（Fe2O3nH2O）中n的值等于多少呢？

（问题探究）小明发现实验室中有一保管不善的铁粉，大部分已经结块成红褐色，为了探究铁锈（Fe2O3nH2O）的组成，称取27.0g这种铁粉样品，按如图2所示装置进行实验。

（4）实验前应先______。

（5）为了保证实验安全，实验开始时应先_____，目的是_____。

（6）A中的现象是_____，请指出该装置中有一处明显不足_____。

（数据处理）图3是加热时间和A中固体质量关系图象，下表是B、C中质量不再变化时B中浓硫酸、C中碱石灰装置质量变化情况。

	反应前（g）	反应后（g）
B	100	105.4
C	150	163.2

（7）写出T3﹣T4时间段发生反应的化学方程式________。

（8）计算原样品中单质铁的质量分数是______。（计算结果保留1位小数）

（9）n的值是_____。

Answer 1

【答案】Cu Al、Fe 、Cu 4Al+3O2═2Al2O3 O2 H2O NaCl等（合理即可） 涂油、镀金属等（合理即可） 检验装置气密性 通一氧化碳 排尽空气，防止爆炸 红色固体变黑色 缺少尾气处理装置 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 20.7% 3

【解析】

（一）（1）图1中Y所代表的金属是Cu，这是因为铜最不活泼，不能和盐酸反应；

（2）铝和盐酸反应比铁和盐酸反应更剧烈，因此铝比铁活泼，Al、Cu、Fe三种金属的活动性由强到弱的顺序为Al、Fe、Cu；

（3）铝是一种活泼金属，但常温下铝却有较强的抗腐蚀性，其原因是通常情况下铝能和氧气反应生成氧化铝保护膜，反应的化学方程式为：4Al+3O2═2Al2O3；

（二）铁生锈的条件为铁与水、氧气同时接触，食盐水可加速铁的锈蚀；为了防止铁制品生锈，应采取的措施是涂漆、镀一层金属、制成合金等；

（4）实验前应先检查装置气密性；

（5）为了保证实验安全，实验开始时应先通入一会儿一氧化碳，目的是排出装置中的空气，防止发生爆炸；

（6）A中氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，的现象是红褐色固体变黑色；该装置中有一处明显不足，没有处理尾气，一氧化碳扩散到空气中污染环境

（7）T3-T4时间段，高温条件下氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，发生反应的化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；

（8）由表中数据可知，反应生成水的质量是5.4g，生成二氧化碳质量是13.2g，

设氧化铁质量为x，

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

160 132

x 13.2g

x=16g，

根据题意有：=，n=3；

（9）原样品中单质铁的质量分数是：×100%=20.7%。