Question

19．高速铁路可以加快出行步伐．2015年12月6日，南京至安庆高铁将正式开通运营，使苏、皖、赣、鄂四省连为一体．结合所学化学知识，回答下列问题：
（1）图中标示的物质中为金属材料的是①（填序号），动车电路中的导线大多是用铜制的，这是利用了铜的延展性和导电性．
（2）动车表面喷漆主要是为了防止外壳生锈，其原理是隔绝水和氧气（或空气）．
（3）修建铁路所需的大量钢铁是以铁矿石为主要原料冶炼而得．写出一氧化碳和赤铁矿炼铁的化学反应方程式3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（4）高铁列车车厢是密闭的空间，因此提供清洁的空气、保持车厢卫生非常重要．高铁酸钠（Na₂FeO₄）是高铁列车上常用的一种“绿色环保高效”消毒剂，其中高铁酸钠中铁元素化合价为+6．

Answer 1

分析 （1）根据已有的知识进行分析，纯金属及其合金属于金属材料解答；
（2）根据铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的氧气和水共同作用的结果，使铁制品与氧气和水隔绝可以防止生锈解答；
（3）用赤铁矿（主要成分为Fe₂O₃）和一氧化碳炼铁，主要是利用CO的还原性，在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，写出反应的化学方程式即可．
（4）根据高铁酸钠的化学式为Na₂FeO₄，利用Na、O元素的化合价及化合物中正负化合价的代数和为0来解答．

解答 解：
（1）钢轨是由金属材料制成的；动车电路中的导线大多是用铜制的，这是利用了铜的延展性和导电；
（2）铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的氧气和水共同作用的结果，动车表面喷漆主要是为了防止外壳生锈，其原理是隔绝水和氧气（或空气）；
（3）用赤铁矿（主要成分为Fe₂O₃）和一氧化碳炼铁，主要是利用CO的还原性，在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（4）：在Na₂FeO₄中，Na元素的化合价为+1价，O元素的化合价为-2价，
设该化合物中Fe元素的化合价为x，
由化学式和化合物中正负化合价的代数和为0，则
（+1）×2+x+（-2）×4=0
解得x=+6
答案：
（1）①，导电；
（2）隔绝水和氧气（或空气）；
（3）3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（4）+6．

点评 本题难度不大，掌握工业上炼铁的反应原理、铁锈蚀的条件与防止锈蚀的措施是正确解答本题的关键．