Question

對生活中常見金屬的有關問題探究：
人類從石器時代進入青銅器時代，繼而進入鐵器時代；前兩個世紀中鋼鐵產量是衡量國家工業和經濟發展的標志．可見金屬材料長期以來一直被廣泛地應用著．對金屬材料的探究要用到許多化學知識．
（1）“金屬之最”：完成（1）～（2）的空格，并以此為例，再另外寫出兩個“金屬之最”．
①目前世界上年產量最高的金屬是______；
②地殼中含量最多的金屬是______；
③______；④______．
（2）“變廢為寶，回收利用”：某廠的廢液中含有H₂SO₄和CuSO₄，為了防止廢酸和CuSO₄污染環境，廠家設計用含鐵的廢棄物回收金屬銅，同時生產重要的化工原料硫酸亞鐵晶體，設計原理如圖所示：

請你根據上述設計方案寫出有關化學方程式：______；______．
（3）“銹蝕條件的探究”：某學生在A、B、C、D四只小燒瓶中分別放入干燥的細鐵絲、浸過食鹽水的細鐵絲、浸過清水的細鐵絲、食鹽水及細鐵絲，并使鐵絲完全浸沒在食鹽水中，然后裝配成如圖所示的四套裝置，每隔一段時間測量導管中水面上升的高度，結果如下表（表中所列數據為導管中水面上升的高度/cm）所示． 

時間/小時		0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
A瓶（盛干燥鐵絲）
B瓶（盛沾了食鹽水的鐵絲）		0.4	1.2	3.4	5.6	7.6	9.8
C瓶（盛沾了清水的鐵絲）				0.3	0.8	2.0	3.5
D瓶（盛完全浸沒在食鹽水中的鐵絲）

①導管中水面為什么會上升？______．
②上述實驗中，鐵生銹的速率由大到小的排列順序為（填小燒瓶號）：______．
③影響鐵生銹的因素有：______．
（4）“金屬的防護”：對如何防止你的自行車的鋼圈生銹提出兩種方案．______．
（5）“金屬的冶煉”：某鋼鐵廠日產含4%雜質的生鐵2240噸．問：需要含Fe₂O₃質量分數為80%的赤鐵礦石多少噸？

Answer 1

【答案】分析：（1）根據金屬之最分析
（2）根據鐵的化學性質分析
（3）根據鐵生銹的條件以及防銹方法分析
（4）防止金屬生銹的方法有：在金屬表面涂一層油漆；在金屬表面鍍一層金屬、在金屬表面涂一層油等．
（5）根據化學變化前后元素質量不變，生鐵中所含鐵的質量與赤鐵礦石中所含鐵元素質量相等，利用這一等量關系解決本問題，其中赤鐵礦石中鐵元素質量即鐵礦石中氧化鐵所含鐵元素的質量．
解答：解：（1）①目前世界上年產量最高的金屬是 鐵；②地殼中含量最多的金屬是 鋁；③熔點最低的金屬是汞；④熔點最高的金屬是鎢．
（2）某廠的廢液中含有H₂SO₄和CuSO₄，加入過量鐵粉后，鐵與硫酸銅反應生成銅和硫酸亞鐵，鐵與硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，化學方程式為
（3）①鐵生銹時消耗氧氣，使瓶內壓強降低，外界壓強將水壓入導管內．
②鐵在有氧氣和水共同接觸的環境中易生銹，在酸堿鹽溶液中生銹速度加快．因此上述實驗中，鐵生銹的速率由大到小的排列順序為：B＞C＞A=D．
③影響鐵生銹的因素有：水和氧氣，有鹽溶液速度最快．
（4）在鋼鐵表面涂刷礦物油或鍍上其他金屬等覆蓋保護膜，可以隔絕氧氣和水，防止鐵生銹．因此在自行車鋼圈上鍍一層金屬或涂油可以防止生銹．
（5）解：設需要含Fe₂O₃80%的赤鐵礦石為x
2240t×（1-4%）=x×80%××100%
x=3840t
故答案為：（1）①鐵；②鋁；③熔點最低的金屬是汞；④熔點最高的金屬是鎢
（2）Fe+H₂SO₄ ═FeSO₄+H₂↑； Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄
（3）①鐵生銹時消耗氧氣，使瓶內壓強降低．
②B＞C＞A=D．
③水和氧氣，有鹽溶液速度最快．．
（4）鍍一層金屬或涂油
（5）3840t
點評：本題考查與鐵有關的知識，包括金屬之最、鐵的化學性質、鐵生銹的條件以及有關鐵的計算，屬基礎知識考查．