Question

16．化學是一門研究物質的科學，我們一般從物質的存在、性質、制備、用途等方面研究一種物質或一類物質．以金屬鐵為例．請你參與其中回答相關問題：
（1）認識鐵元素的存在：
如圖是元素周期表中鐵元素的有關信息和鐵原子的結構示意圖，下列有關說法正確的是CD．
A．鐵元素是地殼中含量最多的金屬元素
B．鐵原子的相對原子質量為56，中子數為26
C．鐵離子的符號是Fe³⁺
D．鐵原子的核外有4個電子層，最外層2個電子
（2）探究金屬鐵的性質：

①圖1甲反應的生成物是某礦物的主要成分，該礦物的名稱是磁鐵礦，丙中反應的化學方程式為Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
②圖1乙的反應通常不用作實驗室制取氫氣，原因是反應的速率較慢；
③依據圖1所做實驗完成金屬鐵的性質網絡如圖2，其中A屬于鹽（填物質類別）．
（3）認識金屬鐵的制備：
工業上常采用還原劑一氧化碳冶鐵如圖所示裝置可模擬工業煉鐵的實驗，并檢驗該反應生成的氣體產物．已知由A裝置制取的CO氣體混有少量的CO₂．

①CO與氧化鐵反應的化學方程式為Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
②氣體通過裝置的順序是A→C→D→B（裝置不能重復使用）；
③從環保角度考慮，對以上裝置的改進措施是在B裝置后增加尾氣處理裝置．
（4）認識鐵的用途：
     食品雙吸劑的主要成分為活性鐵粉，可以延長食品保質期，其原理是鐵可以與空氣中的氧氣和水反應生成了鐵銹；此外，鐵的合金在生產生活中也有著廣泛的應用，請你列舉一應用實例不銹鋼用于醫療器械等．

Answer 1

分析 （1）根據原子結構示意圖和元素周期表中一個格的含義分析判斷；
（2）觀察試驗圖示，分析鐵的性質，完成鐵的性質網絡圖；
（3）根據已有的一氧化碳還原氧化鐵、以及實驗的注意事項、一氧化碳是有毒的氣體進行分析解答即可．
（4）根據鐵生銹的條件和鐵合金的應用分析．

解答 解：（1）A．鋁元素是地殼中含量最多的金屬元素，故A錯誤；
B．鐵原子的相對原子質量為55.85，中子數不能確定，故B錯誤；
C．鐵離子的符號是Fe³⁺，故C正確；
D．鐵原子的核外有4個電子層，最外層2個電子，故D正確；
（2）①圖1甲是鐵在氧氣中燃燒，生成了四氧化三鐵，四氧化三鐵是磁鐵礦的主要成分，丙中鐵與硫酸銅溶液反應生成硫酸亞鐵和銅，反應的化學方程式為：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
②圖1乙的反應是鐵與稀硫酸的反應，通常不用作實驗室制取氫氣，原因是反應的速率較慢；
③依據圖1所做實驗完成金屬鐵的性質網絡圖，鐵能與某些鹽反應，其中A屬于鹽．
（3）①CO與Fe₂O₃在高溫時反應生成鐵和二氧化碳，其化學方程式為Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
②要檢驗生成二氧化碳，需要先將一氧化碳中混有的二氧化碳除去，可以先通過氫氧化鈉溶液，檢驗二氧化碳使用的是澄清的石灰水，所以，氣體通過裝置的順序是A→C→D→B；
③從環保角度考慮，需要對一氧化碳進行尾氣處理，所以改進的措施是：在B裝置后增加尾氣處理裝置．
（4）食品雙吸劑的主要成分為活性鐵粉，可以延長食品保質期，其原理是鐵可以與空氣中的氧氣和水反應生成了鐵銹；此外，鐵的合金在生產生活中也有著廣泛的應用，例如：不銹鋼用于醫療器械等．
故答為：（1）CD；（2）①磁鐵礦，Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；②反應速率太慢；③鹽；（3）①Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；②C→D→B；③在B裝置后增加尾氣處理裝置；（4）鐵可以與空氣中的氧氣和水反應生成了鐵銹，不銹鋼用于醫療器械等．

點評 本題較為全面的考查了鐵是的知識，鐵是一種應用最為廣泛的金屬，應加強鐵的知識的歸納和學習．