Question

【題目】鋼鐵是使用最多的金屬材料．在今年的化學(xué)活動周中，某校興趣小組的同學(xué)在老師指導(dǎo)下做了二個有關(guān)鐵的實驗．
實驗一：用干燥純凈的一氧化碳還原氧化鐵
實驗裝置如下圖：

其中A是實驗室用草酸（H2C2O4）和濃硫酸加熱制取一氧化碳的氣體發(fā)生裝置，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：H2C2O4 H2O+CO2↑+CO↑．請回答下列問題：
（1）B裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ．
（2）C裝置無明顯現(xiàn)象，C裝置的作用是 ．
D裝置中濃硫酸的作用是 ．
（3）E裝置中的實驗現(xiàn)象是 ．
（4）F裝置的作用是、 ．
（5）實驗二：鋁粉和氧化鐵粉末反應(yīng)（鋁熱反應(yīng)）
實驗裝置如下圖：

圖中紙漏斗由兩張濾紙折疊成漏斗狀套在一起，使四周都有四層，點燃鎂條后觀察到的現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，放出大量的熱，紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入細(xì)沙中．
實驗后老師作了如下提示：實驗中鎂條和氯酸鉀的作用是提供反應(yīng)所需的高溫條件，鋁粉和氧化鐵粉末在高溫條件下的反應(yīng)叫鋁熱反應(yīng)，屬于置換反應(yīng)，該反應(yīng)常用于焊接鋼軌．請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 ． 該反應(yīng)中單質(zhì)鋁與一氧化碳有相似的（填“氧化”或“還原”）性．
（6）實驗后同學(xué)們對金屬與金屬氧化物間的反應(yīng)產(chǎn)生興趣，激發(fā)了探究熱情．
提出問題：任何金屬與金屬氧化物在高溫條件下都能反應(yīng)嗎？
同學(xué)們在請教老師后設(shè)計了如下實驗方案并進(jìn)行了探究．
實驗方案：

實驗組別	實驗操作	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
實驗1	取Zn、CuO粉末的均勻混合物于密閉容器中，高溫加熱． 向冷卻后的固體中加入足量的稀鹽酸．	黑色粉末變成色 固體部分溶解，有氣泡產(chǎn)生，水溶液呈無色．	Zn和CuO能發(fā)生置換反應(yīng)．
實驗2	取Mg、CuO粉末的均勻混合物于密閉容器中，高溫加熱． 向冷卻后的固體中加入足量的稀鹽酸．	發(fā)生爆炸，黑色粉末變成紅色． 固體部分溶解，有氣泡產(chǎn)生，水溶液呈色．
實驗3	取Cu、Fe2O3粉末的均勻混合物于密閉容器中，高溫加熱．	粉末無變化	Cu、Fe2O3不能反應(yīng)．

（7）實驗總結(jié)：金屬與金屬氧化物在高溫條件下有些能反應(yīng)，有些不能反應(yīng)．
反思拓展：金屬與金屬氧化物在高溫條件下反應(yīng)的規(guī)律和金屬與的反應(yīng)相似．

Answer 1

【答案】
（1）2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
（2）證明二氧化碳已被完全吸收；干燥一氧化碳?xì)怏w
（3）紅色粉末變成黑色
（4）證明反應(yīng)生成了二氧化碳；尾氣處理
（5）2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3；還原
（6）紅；無；鎂與氧化銅能發(fā)生置換反應(yīng)
（7）鹽溶液
【解析】解：實驗一（1）根據(jù)化學(xué)方程式：H2C2O4 H2O+CO2↑+CO↑可知，有CO2生成，B裝置中的氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化碳?xì)怏w，化學(xué)反應(yīng)式是：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O．所以答案是：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；（2）C裝置中的澄清石灰水遇二氧化碳變渾濁，而C裝置中無明顯現(xiàn)象，說明二氧化碳已被氫氧化鈉溶液完全吸收；D裝置中濃硫酸的作用是吸收制取CO過程中產(chǎn)生的水，得到干燥的CO；所以答案是：證明二氧化碳已被完全吸收、干燥一氧化碳?xì)怏w；（3）E裝置中的氧化鐵在CO的還原作用下，由紅色的氧化鐵粉末變成黑色的鐵粉．所以答案是：紅色粉末變成黑色；（4）F裝置中的澄清石灰水遇二氧化碳變渾濁，可以用來證明二氧化碳的存在；點燃尾氣，是因為過量的有毒一氧化碳會污染空氣，所以要進(jìn)行尾氣處理．所以答案是：證明反應(yīng)生成了二氧化碳、尾氣處理；（5）實驗二實驗裝置如下圖：鋁粉和氧化鐵粉末在高溫條件下的反應(yīng)叫鋁熱反應(yīng)，屬于置換反應(yīng)，我們可以據(jù)此寫出化學(xué)反應(yīng)式：2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3 ， 一氧化碳具有還原性，是在化學(xué)反應(yīng)中得到氧的物質(zhì)，在該反應(yīng)中鋁也是得到氧的物質(zhì)，所以具有還原性．所以答案是：2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3、還原；（6）實驗方案：
實驗1：根據(jù)結(jié)論：Zn和CuO能發(fā)生置換反應(yīng)，說明置換出銅單質(zhì)．故實驗現(xiàn)象是：黑色粉末變成紅色．
所以答案是：紅；實驗2：根據(jù)現(xiàn)象：發(fā)生爆炸，黑色粉末變成紅色，說明氧化銅變成了銅單質(zhì)，鎂與氧化銅發(fā)生了置換反應(yīng)．
所以答案是：無、鎂與氧化銅發(fā)生了置換反應(yīng)；（7）反思拓展：金屬與金屬氧化物在高溫條件下反應(yīng)的規(guī)律是：活動性較強的金屬可以將其后面的金屬從它們的氧化物中置換出來，與金屬與鹽溶液的反應(yīng)相似．所以答案是：鹽溶液．
【考點精析】通過靈活運用金屬材料的選擇依據(jù)和金屬活動性順序及其應(yīng)用，掌握黑色金屬：通常指鐵、錳、鉻及它們的合金．重金屬：如銅、鋅、鉛等；有色金屬輕金屬：如鈉、鎂、鋁等；有色金屬：通常是指除黑色金屬以外的其他金屬；在金屬活動性順序里：1、金屬的位置越靠前，它的活動性就越強2、位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫（不可用濃硫酸、硝酸）3、位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們的鹽溶液中置換出來．（除K、Ca、Na）即可以解答此題．