Question

20．鐵及其化合物在生活生產中有重要的應用．請回答下列問題：
（1）在盛有氧氣的集氣瓶中點燃細鐵絲發生劇烈燃燒的化學方程式是3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄．
（2）把鐵粉和銅粉的混合物放入硝酸銀溶液中，充分反應后，過濾，為確定濾渣和濾液的成分，甲同學向濾渣中滴加稀鹽酸，無氣泡產生； 乙同學向濾液中滴加稀鹽酸，產生白色沉淀．根據兩同學實驗的現象，分析下列結論不正確的是BD（填序號）．
A．濾渣中只含銀                       B．濾渣中一定含有銀，可能含有銅
C．濾液中一定有Ag⁺、Fe²⁺和Cu²⁺D．濾液中只含Ag⁺和Fe²⁺，不含Cu²⁺
【探究】廢舊金屬的回收利用．
廢鐵屑的主要成份是鐵，同時還有少量鐵銹（Fe₂O₃），生產動物飼料添加劑硫酸亞鐵的工藝之一如下圖所示：

（3）在反應器中發生反應的化學方程式有：
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑、Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O、Fe₂（SO₄）₃+Fe═3FeSO₄．
（4）濾液M中肯定含有的溶質的化學式是FeSO₄、H₂SO₄；
（5）在化學反應中，凡是有元素化合價變化的反應屬于氧化還原反應．下列反應類型肯定屬于氧化還原反應的是B（填字母編號）；
A．化合反應    B．置換反應    C．分解反應    D．復分解反應
（6）取表面含有多余氧化鎂的鎂條（無其它雜質）2.5g，加入到足量的20.0g的稀硫酸中，充分反應后，所得溶液的質量為22.3g．求：①生成氫氣的質量；②該鎂條中單質鎂的質量分數（寫出計算過程）．

Answer 1

分析 （1）根據鐵絲在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，進行解答；
（2）根據三種金屬活動性強弱關系鐵＞銅＞銀，對將鐵粉和銅粉的混合物放入硝酸銀溶液中可能出現的變化進行分析，判斷反應結束后剩余固體成分．
（3）根據氧化鐵都能和稀硫酸反應，可以據此寫出反應的化學方程式；
（4）加入的硫酸是過量的，所以在溶液中含有硫酸和反應生成的硫酸亞鐵，可以據此解答該題；
（5）根據四種基本反應類型的特點來解答該題；
（6）根據質量守恒定律求出氫氣的質量，然后根據鎂和稀硫酸反應的化學方程式計算鎂的質量解答．

解答 解：（1）鐵絲在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，故其反應的化學方程式為3Fe+2O₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄；
（2）根據三種金屬活動性強弱關系鐵＞銅＞銀，將鐵粉和銅粉的混合物放入硝酸銀溶液中，鐵粉、銅粉都能與硝酸銀發生反應得到銀，因此剩余固體中一定含有銀，甲同學向濾渣中滴加稀鹽酸，無氣泡產生，說明鐵全部反應；乙同學向濾液中滴加稀鹽酸，產生白色沉淀，說明溶液中含有硝酸銀，所以可確定銅和硝酸銀反應且銅的量不足還有硝酸銀沒反應；鐵和硝酸銀反應生成硝酸亞鐵和銀，銅和硝酸銀反應生成硝酸銅和銀，所以所得固體中只含有銀，所得溶液中含有亞鐵離子、銅離子和銀離子；所以BD說法不正確．
（3）氧化鐵都能和稀硫酸反應生成了硫酸亞鐵和氫氣，而反應生成了硫酸鐵和水，反應的化學方程式為Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；
（4）加入的硫酸是過量的，所以在溶液中含有硫酸和反應生成的硫酸亞鐵；
（5）根據四種基本反應類型的特點可以知道，在置換反應中有單質參與和生成新的單質，所以可以判斷在置換反應中一定有化合價的變化，故選B；
（6）設：2.5g鎂條樣品中單質鎂的質量為x．
反應產生的氫氣質量：2.5g+20.0g-22.3g=0.2g．     
Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑
24             2
x            0.2g
則$\frac{24}{2}=\frac{x}{0.2g}$，解得x=2.4g．
該鎂條中單質鎂的質量分數=$\frac{2.4g}{2.5g}$×100%=96%．
答：該鎂條中單質鎂的質量分數為96%．    
故答案為：
（1）3Fe+2O₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄；（2）BD；（3）Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；
（4）FeSO₄、H₂SO₄；（5）B；（6）0.2g；96%．

點評 掌握化學方程式的書寫、鹽的化學性質等知識，并學會分析信息、提取信息，并應用所學知識結合所給信息進行解答，考查了學生分析、解決問題的能力．