Question

18．金属是一种非常重要的资源，在生产、生活中有着广泛的用途．
（1）人类每年从自然界提取大量的金属，其中提供量最大的是铁．请写出用赤铁矿（主要成分为Fe₂0₃）和一氧化碳炼铁的化学方程式3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（2）如图所示，在盛水的试管中放一根洁净的铁钉，用带U形管的橡皮塞塞紧，U形管内水面处于同一高度，数天后观察到U形管内的a侧液面上升（填“上升”“下降”或“不变”），产生此现象的原因是铁生锈消耗氧气，试管内气压减小，在外界大气压作用下，a侧液面上升．
（3）请你提出一条防止钢铁锈蚀的合理措施刷漆，涂油．
（4）在Cu（N0₃）₂、AgN0₃和Zn（N0₃）₂的混合溶液中，加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，洗涤，得到滤渣和滤液．
①若将得到的滤渣加入到稀硫酸中有气泡产生，则反应后所得滤液中含有的金属离子有Fe²⁺、Zn²⁺（写符号）．
②若将得到的滤渣加入到稀硫酸中没有气泡产生，则其滤渣中一定有Ag；
③写出一个上述反应中的化学方程式Fe+2AgNO₃=Fe（NO₃）₂+2Ag．
（5）小华取Cu-Zn．合金的粉末65g与足量的稀盐酸反应，经测定产生了0.4g气体，求该合金中铜的质量分数．

Answer 1

分析 （1）根据一氧化碳与氧化铁反应原理书写方程式进行解答；
（2）根据铁生锈的条件是与氧气和水接触进行解答；
（3）据保护金属资源的有效途径回答；
（4）根据金属活动性顺序表及其应用分析，氢前的金属能与酸反应生成氢气，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进行解答；
（5）根据锌和盐酸反应生成氢气，利用氢气的质量求出锌的质量，进而求出铜的质量以及该合金中铜的质量分数．

解答 解：（1）一氧化碳与赤铁矿的主要成分氧化铁反应的方程式是：3CO+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（2）铁生锈消耗氧气，导致试管内的压强变小，在大气压的作用线，a侧液面上升；故填：；
（3）防锈就是破坏铁生锈的条件，可以再铁的表面刷漆、涂油，或是改变铁内部的结构；
（4）①在Cu（N0₃）₂、AgN0₃和Zn（N0₃）₂的混合溶液中，加入一定量的铁粉充分反应后，过滤，洗涤，将滤渣放入盐酸中有气泡产生，说明滤渣中含有铁，进一步说明溶液中的硝酸铜和硝酸银已经完全反应，硝酸铜和铁反应生成硝酸亚铁和铜，硝酸银和铁反应生成硝酸亚铁和银，硝酸锌不能和铁反应，因此滤液中存在的金属离子是Fe²⁺、Zn ²⁺．
②若将得到的滤渣加入到稀硫酸中没有气泡产生，说明滤渣中一定没有铁，铁要先与硝酸银反应生成银和硝酸亚铁，所以则其滤渣中一定有银；
③硝酸铜和铁反应生成硝酸亚铁和铜，硝酸银和铁反应生成硝酸亚铁和银，反应的方程式分别为Fe+Cu（NO₃）₂=Fe（NO₃）₂+Cu、Fe+2AgNO₃=Fe（NO₃）₂+2Ag．
故答案为：（1）3CO+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（2）上升；铁生锈消耗氧气，试管内气压减小，在外界大气压作用下，a侧液面上升；
（3）刷漆，涂油；
（4）①Fe²⁺、Zn ²⁺；
②Ag；
③Fe+2AgNO₃=Fe（NO₃）₂+2Ag；
（5）设锌的质量为x．
Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑
65                       2
x                        0.4g
$\frac{65}{x}=\frac{2}{0.4g}$
x=13g
所以合金中铜的质量分数为$\frac{65g-13g}{65g}$×100%=80%
答：合金中铜的质量分数为80%．

点评 本题主要考查了炼铁的反应原理、铁生锈条件、金属资源保护及对金属活动性顺序的实验探究，培养了学生对知识的灵活应用，考查学生分析问题的能力．