Question

1．金屬材料在國防建設中起著重要的作用，如圖1為殲-15飛機在遼寧艦上起飛．

（1）改裝錢的遼寧艦艦身銹跡斑斑，鋼鐵的銹蝕主要是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣共同作用的結果，工業生產中常用稀鹽酸除去鐵制品表面的鐵銹，該反應的化學方程式為Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O．
（2）為了避免輪船的鋼質外殼被腐蝕，通常在輪船外殼上鑲嵌比鐵活潑性強的金屬，小明為探究鋅、鐵、銅三種金屬的活動性順序，設計了如圖2的兩個實驗：
①實驗一中，小明以“金屬表面產生氣泡的快慢”為標準來判斷鋅、鐵的活動性強弱，有同學認為不夠合理，理由是選取的酸的種類不同．
②實驗二中，若出現鐵絲表面出現紅色物質現象，可證明鐵的活動性強于銅，該反應的化學方程式為Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．
（3）遼寧艦的建造耗費了大量的鋼材，某興趣小組在實驗室用如圖3所示裝置模擬煉鐵的化學原理，并測定赤鐵礦中氧化鐵的質量分數（裝置氣密性良好，反應完全且赤鐵礦中的雜質不參加反應，稱重赤鐵礦樣品的質量為wg）
①裝置B中發生反應的化學方程式為2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O．
②要測定該赤鐵礦樣品中氧化鐵的質量分數，需要測量的數據是反應后裝置B增加的質量或反應后裝置A中樣品減少的質量．

Answer 1

分析 （1）根據鐵生銹的條件解答；鐵銹的主要成分是氧化鐵，它能與稀鹽酸反應生成氯化鐵和水；
（2）①從控制變量的角度進行分析；②若鐵的活動性強于銅，則鐵可置換出硫酸銅中的銅．
（3）①二氧化碳與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水；②由于氧化鐵與一氧化碳反應生成了鐵和二氧化碳，只要測出反應后還原反應器中藥品的質量，就可計算出反應前后減少的質量，減少的質量就是氧化鐵中氧的質量，從而計算出氧化鐵的質量，進而計算出氧化鐵的質量分數；或測出反應前后二氧化碳吸收瓶增加的質量，即生成的二氧化碳的質量，根據二氧化碳的質量再計算出氧化鐵的質量，進而計算出氧化鐵的質量分數．

解答 解：（1）鋼鐵的銹蝕，實際上是鐵跟水和氧氣共同作用的結果；
鐵銹的主要成分是氧化鐵，它能與稀鹽酸反應生成氯化鐵和水，反應方程式為：Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O；
（2）①從圖可以看出選取的酸的種類不同，因此以“金屬表面產生氣泡的快慢”為標準來判斷鋅、鐵的活動性強弱不夠合理；故答案為：選取的酸的種類不同；
②實驗二中，若鐵絲表面出現紅色物質，溶液由藍色變成淺綠色，可證明鐵的活動性強于銅，該反應的化學方程式為Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（3）①二氧化碳與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，化學方程式為2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
②由于氧化鐵與一氧化碳反應生成了鐵和二氧化碳，只要測出反應后還原反應器中藥品的質量，就可計算出反應前后減少的質量，減少的質量就是氧化鐵中氧的質量，從而計算出氧化鐵的質量，進而計算出氧化鐵的質量分數；或測出反應前后裝置B增加的質量，即生成的二氧化碳的質量，根據二氧化碳的質量再計算出氧化鐵的質量，進而計算出氧化鐵的質量分數．所以，要測定該赤鐵礦樣品中氧化鐵的質量分數，需要測量的數據是反應后裝置B增加的質量或反應后裝置A中樣品減少的質量．
故答案為：
（1）氧氣、水蒸氣，Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O；
（2）①選取的酸的種類不同；②鐵絲表面出現紅色物質；Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（3）①2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；②反應后裝置B增加的質量或反應后裝置A中樣品減少的質量．

點評 本題難度不大，綜合性較強．掌握常見合金、鋼鐵銹蝕的原理和除銹原理是解決本題的關鍵．