Question

铁及其化合物在生活中有重要的作用．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______．为防止集气瓶破裂，常采取的措施是______．
（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______，溶液中的金属阳离子是______（用符号表示）．
（3）高炉炼铁中，焦炭的作用是______（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______（填写字母序号）．
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Fe ²⁺和Cu²⁺
D．反应后溶液中一定有Ag⁺和Cu²⁺．

Answer 1

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+2O₂Fe₃O₄，为防止铁丝燃烧生成的高温熔融物溅落瓶底使集气瓶破裂，常采取的措施是预先在集气瓶底部放一些水或少量沙子；
（2）将生锈的铁钉入盐酸中，首先发生的反应是氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，该反应属于复分解反应，铁又与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，属于置换反应，方程式是：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑，且铁还可与氯化铁反应生成氯化亚铁，属于化合反应，充分反应后有铁剩余，说明盐酸和氯化铁完全反应，故得到的是氯化亚铁溶液，溶液中的阳离子是亚铁离子--Fe²⁺；
（3）炼铁过程中焦炭的主要作用是与氧气反应生成二氧化碳，该反应放热提供热量，二氧化碳和碳在高温下产生还原剂CO，与铁的氧化物反应；
（4）铁和铜的活动性都比银强，都能和硝酸银溶液反应，且铁的活动性大于铜，反应顺序为：铁先置换出银，铁反应完铜再反应；
A、由于不知道铁和铜的量，所以不能判断出剩余固体成分是否含有铁和铜，但是在剩余固体中一定含有银，正确；
B、据A分析，固体中肯定含有银，无法确定是否含有铁或铜，故错误；
C、铁发生反应生成硝酸亚铁，溶液中一定含有亚铁离子，由于不知所加的铁和铜的量，若铁未反应完，则溶液中无Cu ²⁺，故错误；
D、反应后固体一定有银，若硝酸银未完全反应，则溶液中有Fe ²⁺、Ag⁺和Cu ²⁺，若硝酸银完全反应，则溶液中无Ag⁺，故错误；
故答案为：（1）3Fe+2O₂Fe₃O₄；预先在集气瓶底部放一些水或少量沙子；
（2）Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；Fe²⁺；
（3）O₂﹢CCO₂ 、CO₂﹢C2CO；
（4）A．
分析：（1）据铁丝与氧气的反应原理书写方程式，并据铁丝燃烧实验的注意事项分析解答；
（2）铁与盐酸可反应生成氯化亚铁和氢气，据此书写方程式；将生锈的铁钉入盐酸中，首先发生的反应是氧化铁与盐酸反应生成氯化铁，铁又与盐酸反应，且铁还可与氯化铁反应生成氯化亚铁，充分反应后有铁剩余，说明盐酸和氯化铁完全反应，故得到的是氯化亚铁溶液，据此分析解答；
（3）炼铁过程中焦炭的主要作用是与氧气反应提供热量和产生还原剂CO；
（4）根据铁、铜、银的活动性顺序来解答该题．
点评：本题考查了金属的化学性质及炼铁的相关知识，要结合所学知识细心分析解答．