Question

應(yīng)用廣泛的金屬
從楚王陵中出土的鐵器中發(fā)現(xiàn)了迄今世界上最早的炒鋼技術(shù)，說明中國早在公元前2世紀就掌握了炒鋼技術(shù)．
炒鋼是一種冶煉技術(shù)，冶煉時先將生鐵加熱到液態(tài)或半液態(tài)，然后靠鼓風(fēng)或加進精礦粉，降低生鐵的含碳量，使其成鋼．由于在冶煉中要不斷攪拌，好象炒菜一樣，因而得名．
（1）生鐵的含碳量比鋼的含碳量______（填“高”或“低”），煉得的鋼是______（填“純凈物”或“混合物”）．
（2）將生鐵加熱到液態(tài)或半液態(tài)并不斷攪拌的原因是什么？______．
（3）向液態(tài)生鐵中鼓風(fēng)（通入空氣）發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式______；向液態(tài)生鐵中加進精礦粉（以赤鐵礦為例）發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______．
（4）波爾多液是果樹生產(chǎn)上經(jīng)常使用的一種農(nóng)藥，它是用膽礬、生石灰和水混合制得的，在配制波爾多液時不能用鐵制容器配制，原因是（用化學(xué)方程式表示）______；物質(zhì)之所以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從微觀的角度看，是因為反應(yīng)物的微粒間在一定條件下發(fā)生有效的相互作用，使微粒的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，生成了新的物質(zhì)．在上述反應(yīng)中實際參加反應(yīng)的微粒是（寫出微粒的符號，下同）______，產(chǎn)生的新微粒是______．
（5）每年世界上鋼鐵的產(chǎn)量很高，但鋼鐵的銹蝕也給人類帶來了巨大的損失．鐵在空氣中銹蝕，實際上是鐵跟______、______等物質(zhì)相互作用的結(jié)果，其實質(zhì)是______反應(yīng)．工人師傅在焊接鋼鐵制品時，通常先用稀鹽酸清洗鋼鐵制品，原因是（用化學(xué)方程表示）：______；而放置在空氣中的鋁制品卻不易被腐蝕，原因是（用化學(xué)方程式示）：______．

Answer 1

解；（1）根據(jù)鐵中含有的碳的質(zhì)量分數(shù)的大小，把鐵的合金分為生鐵和鋼；含碳量在2%～4.3%之間的屬于生鐵，含碳量在0.03%～2%之間的屬于鋼．所以生鐵的含碳量比鋼的含碳量高，鋼是混合物；
（2）將生鐵加熱到液態(tài)或半液態(tài)并不斷攪拌可以增加反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)的進行；
（3）向液態(tài)生鐵中鼓風(fēng)是用氧氣將生鐵中多余的碳氧化而除去．反應(yīng)物是碳和氧氣，生成物是二氧化碳，所以方程式是：C+O₂CO₂；加進精礦粉（赤鐵礦）是用精礦粉把生鐵中多余的碳氧化而除去，反應(yīng)物是碳和氧化鐵，生成物是鐵和二氧化碳，用觀察法配平，所以方程式是：3C+2Fe₂O₃4Fe+3CO₂↑．
（4）反應(yīng)物是鐵和硫酸銅寫在等號的左邊，生成物是銅和硫酸亞鐵寫在等號的右邊，所以方程式是：Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄；鐵與硫酸銅反應(yīng)的實質(zhì)是鐵與銅離子反應(yīng)生成銅和亞鐵離子；
（5）鐵在空氣中銹蝕，實際上是鐵跟空氣中的氧氣、水蒸氣等物質(zhì)相互作用的結(jié)果，實質(zhì)是發(fā)生了化合反應(yīng)，鹽酸能與鋼鐵制品表面的鐵銹（主要成分氧化鐵）反應(yīng)生成氯化鐵和水，用觀察法配平，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O；鋁的活動性比鐵強，但鋁在空氣中卻表現(xiàn)出良好的抗腐蝕性，是因為鋁容易與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，會生成一層致密的氧化鋁膜覆蓋在鋁的表面，阻止反應(yīng)的進行，所以具有良好的抗腐蝕性．反應(yīng)物是鋁和氧氣反應(yīng)生成氧化鋁，用最小公倍數(shù)法配平，所以方程式是：4Al+3O₂═2Al₂O₃；
故答案為：（1）高；混合物；（2）增加反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)；（3）C+O₂CO₂；3C+2Fe₂O₃4Fe+3CO₂↑；（4）Fe和Cu²⁺；Cu和Fe²⁺；（5）Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O；4Al+3O₂=2Al₂O₃．
分析：（1）生鐵和鋼的主要成分是鐵，其中含有碳等物質(zhì)．生鐵中含碳量較高；（2）將生鐵加熱到液態(tài)并攪拌，利于鐵水中的碳和空氣中的氧氣反應(yīng)生成二氧化碳跑出，降低含碳量；（3）向液態(tài)生鐵中鼓風(fēng)是用氧氣將生鐵中多余的碳氧化而除去．加進精礦粉（赤鐵礦）是用精礦粉把生鐵中多余的碳氧化而除去；（4）由于鐵與硫酸銅反應(yīng)所以不能用鐵制容器盛裝波爾多液；鐵與硫酸銅反應(yīng)的實質(zhì)是鐵與銅離子反應(yīng)生成銅和亞鐵離子；（5）鐵在空氣中銹蝕的原理是鐵與水和空氣同時反應(yīng)的結(jié)果；鐵銹的主要成分是氧化鐵，氧化鐵與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水．鋁的活動性比鐵強，但比鐵耐腐蝕，要從形成保護膜角度考慮．
點評：本題難度一般，從生鐵和鋼的成分方面對比，并結(jié)合反應(yīng)發(fā)生的環(huán)境，分析得出結(jié)論是解題的關(guān)鍵，掌握金屬生銹的原因、防止金屬生銹的方法、金屬的化學(xué)性質(zhì)等是正確解題的關(guān)鍵．