Question

2014年12月28如，郑州地铁1号线投入试运营，不但缓解了市内交通压力，也改善了我市空气质量．
Ⅰ．地铁站里氧气含量的测定
地铁站里氧气的含量应与地面保持一致．现有一瓶从地铁站里收集到的空气样品，康康利用图1实验装置测定样品中氧气的含量．请指出测定时需要注意的事项．（至少3条）
Ⅱ．铁的冶炼
地铁的修建需要大量地钢材，康康用图2装置模拟炼铁的化学原理，请写出反应的化学方程式．为了提高CO的利用率，你将怎样改进此装置？
Ⅲ．金属材料在地铁方面的应用
在地铁修建过程中使用了大量的金属材料
（1）地铁入口处的雨篷骨架用铝合金而不用纯铁的原因是

 

．
（2）钢轨用锰钢的原因是

 

．
（3）出口处的广告架是金属经焊接而成的，焊条的熔点

 

（填“＞”、“=”或“＜”）组成焊条的纯属金属的熔点．
Ⅳ．金属的活动性
康康到工地了解了部分金属材料的防锈问题．技术人员告诉他，采用镀锌钢管做水管时，最好不要用铜制接头．为了探究这三种金属的活动性，康康把等表面积的铁片和锌片放入硫酸铜溶液中（如图3所示）．请回答：
（4）如何判断，它们是否发生了化学反应？
（5）甲试管中反应前后溶液的质量

 

（填“增重”、“不变”或“减轻”），乙试管中反应的化学方程式为

 

．
（6）上述实验不能够完全证明三种金属的活动性，需要补充的实验操作是

 

．
Ⅴ．郑州地铁1号线每车次运送乘客约1800人，走同样的路线，CNG公交车每车次消耗天然气a kg（以甲烷计算），每辆CNG公交车运送乘客以60名计．若乘CNG公交车的乘客均改乘地铁1号线，则地铁每运行一次车，可减少二氧化碳排放多少千克？

Answer 1

考点：空气组成的测定,金属活动性的探究,合金与合金的性质,铁的冶炼,根据化学反应方程式的计算

专题：有关化学方程式的计算,空气与水,金属与金属材料

分析：Ⅰ．根据本实验的注意事项分析；
Ⅱ．根据一氧化碳具有还原性、写出化学和方程式，根据节约的原则解答；
Ⅲ．
（1）根据铝的化学性质比较活泼，能和氧气反应生成一层致密而坚硬的氧化物保护膜；
（2）根据锰钢的特性解答；
（3）根据合金的性质解答；
Ⅳ．
（4）在金属活动性顺序中，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来；
（5）根据已有的知识进行分析，在金属活动性顺序中，氢前的金属能与酸反应生成氢气，使溶液的质量增加，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来，溶液质量的改变取决于参加反应的金属和生成的金属的质量差．
（6）根据三种金属的活动性解答；
Ⅴ．根据题中信息解答．

解答：解：
Ⅰ．为保证本实验成功需要注意的事项有：装置的气密性要好；红磷要足量；必须冷却到室温再读数等，故答案为：装置的气密性要好；红磷要足量；
Ⅱ．一氧化碳能够还原氧化铁，反应的方程式是：3CO+Fe₂O₃

高温  .

 3CO₂+2Fe；为了提高CO的利用率，
可以将尾气用软管重新通入玻璃管中与氧化铁反应；
Ⅲ．
（1）铝表面有一层致密的氧化膜，可保护铝不再进一步氧化，并且密度比较小；
（2）钢轨用锰钢的原因是锰钢的硬度大、韧性好；
（3）合金石硬度大，熔点比组成它的各成分的熔点低；
Ⅳ．
（4）铁锌比铜活泼，能够把铜从其盐溶液中置换出来，判断它们是否发生了化学反应可以观察锌片和铁片表面是否有紫红色固体析出；
（5）甲中是Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu，每65份质量的锌进入溶液，置换出64份质量的铜，故反应前后溶液的质量增重，乙试管中反应的化学方程式为Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（6）铁锌比铜活泼，能够把铜从其盐溶液中置换出来，但无实验证明铁锌的活泼性，故需要补充的实验操作是把锌片放入硫酸亚铁溶液中，观察现象；
Ⅴ．解：设地铁每运行一车次可减排二氧化碳的质量为x．消耗天然气的质量为

1800

60

aKg=30aKg
CH₄+2O₂

点燃  .

CO₂+2H₂O   （2分）
16            44
 30a kg      x

   

16

44

=

30aKg

x

 
x=82.5a  kg
答案：
I．装置气密性好；红磷要足量；点燃红磷后立即塞紧瓶塞；弹簧夹夹紧橡胶管；红磷熄灭并冷却后再打开弹簧夹．
II．3CO+Fe₂O₃

高温  .

 3CO₂+2Fe；将尾气用软管重新通入玻璃管中与氧化铁反应
Ⅲ．
（1）铝合金抗腐蚀能力强，且密度比较小
（2）锰钢的硬度大、韧性好
（3）＜
Ⅳ．
（4）观察锌片和铁片表面是否有紫红色固体析出
（5）增重；Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu 
（6）把锌片放入硫酸亚铁溶液中，观察现象 
Ⅴ.82.5a  kg

点评：主要考查测定空气里氧气含量的探究实验，该实验的结论和实验中注意事项是考查重点．