Question

【題目】人類文明進(jìn)步與金屬材料的發(fā)展關(guān)系十分密切，金屬在生活生產(chǎn)中有著非常廣泛的應(yīng)用．請回答下列問題：

（一）鐵的廣泛應(yīng)用

（1）鋼鐵屬于 ________（填“純凈物”或“混合物”）；

（2）如圖為生活中常見“暖貼”的部分標(biāo)簽．暖貼可以貼于身體的某個(gè)部位，自行發(fā)熱，用于取暖或熱敷．使用時(shí)空氣進(jìn)入暖貼，空氣中的氧氣、水蒸氣與暖貼中的_____發(fā)生反應(yīng)而使暖貼放熱．使用后，發(fā)現(xiàn)暖貼內(nèi)有的物質(zhì)變?yōu)榧t色，該紅色固體主要成分的化學(xué)式為______．

（二）鐵化學(xué)性質(zhì)的探究

將m克Zn和Fe的混合物中加入一定質(zhì)量的CuCl2溶液，充分反應(yīng)后過濾，將濾渣洗滌、干燥后稱量．質(zhì)量仍為mg，對所得濾液和濾渣有如下四種判斷，以下判斷正確的是______．

A.濾液可能是無色

B.濾渣中的物質(zhì)可能有3種

C.濾液中一定有ZnCl2和FeCl2

D.濾渣中加稀鹽酸一定有氣泡產(chǎn)生

（三）煉鐵過程的探究

（1）在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里，可以利用如圖裝置制得鐵：

①在裝置B的反應(yīng)中，實(shí)驗(yàn)開始前應(yīng)先_______（選填“通CO”或“加熱”）；

②C處酒精燈的作用是__________；

③工業(yè)上，高爐煉鐵的原料是赤鐵礦、焦炭、空氣和____；

（2）某鐵礦粉，主要成分為鐵的氧化物（FeXOy），一學(xué)生利用上圖實(shí)驗(yàn)作進(jìn)一步分析，過程及數(shù)據(jù)如下。（注：鐵礦粉中雜質(zhì)不參與下列過程中的反應(yīng)）

�。�取29g該鐵礦粉在CO氣流中充分加熱，將反應(yīng)后的氣體用燒堿溶液充分吸收，燒堿溶液增重17.6g

ⅱ．將上述加熱后的固體取出后，再向固體逐滴加入稀硫酸，測得產(chǎn)生氣體與滴入稀硫酸的質(zhì)量關(guān)系如下圖：

計(jì)算該鐵的氧化物化學(xué)式中，x、y的最簡整數(shù)比x︰y＝______。

Answer 1

【答案】混合物 鐵粉 Fe2O3 C 通CO 除去尾氣中的一氧化碳，防止污染空氣 石灰石 3：4

【解析】

（1）根據(jù)鋼鐵是鐵合金進(jìn)行分析解答。由多種物質(zhì)組成的物質(zhì)屬于混合物；

（2）根據(jù)鐵銹蝕的條件來分析；

（3）鋅比鐵活潑，鐵比銅活潑，將Zn和Fe的混合物中加入一定質(zhì)量的CuCl2溶液中時(shí)，鋅先與氯化銅反應(yīng)，若氯化銅足量，則鐵再與氯化銅反應(yīng)；

（4）①根據(jù)一氧化碳具有可燃性，與空氣的混合氣體在點(diǎn)燃時(shí)能發(fā)生爆炸及熱的鐵能與空氣中氧氣反應(yīng)分析實(shí)驗(yàn)的步驟；

②根據(jù)一氧化碳有毒能污染空氣分析C處的作用；

③根據(jù)高爐煉鐵的原料分析；

（5）根據(jù)鐵元素和氧元素的質(zhì)量比解答。

（1）鐵中含碳量較高時(shí)，屬于生鐵，含碳量較低時(shí)，屬于鋼，所以鋼鐵屬于混合物；

（2）暖貼中的鐵粉能與空氣中的氧氣、暖貼中的水發(fā)生緩慢氧化生銹，釋放出熱量，使用后，發(fā)現(xiàn)暖貼內(nèi)有的物質(zhì)變?yōu)榧t色，該紅色固體主要成分的化學(xué)式為 Fe2O3；

（3）鋅比鐵活潑，鐵比銅活潑，將Zn和Fe的混合物中加入一定質(zhì)量的CuCl2溶液中時(shí)，鋅先與氯化銅反應(yīng)，若氯化銅足量，則鐵再與氯化銅反應(yīng)；A、鋅、鐵和氯化銅反應(yīng)的化學(xué)方程式及其質(zhì)量關(guān)系為：

由以上質(zhì)量關(guān)系可知，鋅和氯化銅反應(yīng)時(shí)固體質(zhì)量減小，鐵和氯化銅反應(yīng)時(shí)固體質(zhì)量增大，充分反應(yīng)后過濾，將濾渣洗滌、干燥后稱量，質(zhì)量仍為mg，說明鋅已經(jīng)完全反應(yīng)，鐵參加反應(yīng)生成了氯化亞鐵，因此濾液顏色一定不是無色的，故A錯(cuò)誤；B、濾渣中一定含有反應(yīng)生成的銅，可能含有鐵，因此濾渣中的物質(zhì)不可能有3種，故B錯(cuò)誤；C、因?yàn)殇\和鐵都與氯化銅發(fā)生了反應(yīng)，因此濾液中一定有ZnCl2和FeCl2，故C正確；D、濾渣中一定含有反應(yīng)生成的銅，可能含有鐵，如果沒有鐵，則加稀鹽酸時(shí)沒有氣泡產(chǎn)生，故D錯(cuò)誤。故選C；

（4）①由于一氧化碳具有可燃性，與空氣的混合氣體在點(diǎn)燃時(shí)能發(fā)生爆炸，實(shí)驗(yàn)開始前應(yīng)先通CO；

②由于一氧化碳有毒能污染空氣，一氧化碳在空氣中點(diǎn)燃能生成二氧化碳，C處的作用是：除去尾氣中的一氧化碳，防止污染空氣；

③工業(yè)上，高爐煉鐵的原料是赤鐵礦、焦炭、空氣和石灰石；

（5）鐵礦粉在CO氣流中充分加熱生成鐵和二氧化碳。根據(jù)“取29g該鐵礦粉在CO氣流中充分加熱，將反應(yīng)后的氣體用燒堿溶液充分吸收，燒堿溶液增重17.6g”可知鐵礦粉在CO氣流中充分加熱生成的二氧化碳質(zhì)量為17.6g；

根據(jù)產(chǎn)生氣體與滴入稀硫酸的質(zhì)量關(guān)系圖可知，反應(yīng)生成的鐵與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量為0.6g。設(shè)生成0.6g的氫氣需要鐵的質(zhì)量為m

m=16.8g

設(shè)：鐵的氧化物的化學(xué)式為FexOy，則有：

x：y=3：4

所以該鐵的氧化物化學(xué)式中，x、y的最簡整數(shù)比x：y=3：4。