Question

12．連鹽鐵路是國家沿海鐵路大通道的重要組成部分，也是實施江蘇沿海開發國家戰略的重要基礎設施項目．預計2017年我縣也將逐步跨入“高鐵時代”如圖1

（1）鋼軌建設需要大量的鋼鐵，鋼鐵是混合物（選填“純凈物”或“混合物”）；屬于金屬（選填“金屬”或“復合”）材料．
（2）工業煉鐵的化學反應方程式是3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（3）鐵生銹過程發生了復雜的化學反應，首先是鐵與氧氣，水反應生成氫氧化亞鐵（Fe（OH）₂），寫出該反應的化學方程式2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂，請寫出生活中一種防止鋼鐵生銹的方法刷漆、涂油等．
（4）某電鍍工廠的廢墟中含有CuSO₄和FeSO₄同學們利用該廢液進行了如圖2的實驗：
操作Ⅱ的名稱是過濾；濾液中一定含有的溶質是ZnSO₄（填化學式，下同）；濾渣中一定含有的物質是Cu、Fe．
（5）將Fe₂O₃、ZnO的固體混合粉末ag，在高溫條件下用足量CO還原，得到金屬混合物2.42g，將生成的CO₂用足量的澄清石灰水吸收后產生5.00g白色沉淀，則a的數值為3.22．

Answer 1

分析 （1）根據鋼鐵的組成分析．
（2）根據工業煉鐵的原理寫出化學反應方程式．
（3）根據鐵與氧氣，水反應生成氫氧化亞鐵（Fe（OH）₂），寫出該反應的化學方程式，根據鐵生銹的條件分析防銹的措施；
（4）根據金屬與酸、鹽的反應分析判斷；
（5）根據反應方程式判斷CO₂中的O原子來源于CO和金屬氧化物，計算出氧化物中氧元素的質量，金屬氧化物的質量等于金屬的質量加氧化物中氧元素的質量．

解答 解：（1）鋼鐵是混合物；屬于金屬材料．
（2）工業煉鐵的化學反應方程式是：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（3）鐵生銹過程發生了復雜的化學反應，首先是鐵與氧氣，水反應生成氫氧化亞鐵（Fe（OH）₂），該反應的化學方程式是：2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂，生活中防止鋼鐵生銹的方法有很多，例如：刷漆、涂油等．
（4）由于鋅、鐵、銅三種金屬的活動性是：鋅＞鐵＞銅，含有CuSO₄和FeSO₄的廢液中加入一定量的鋅粉，鋅先與硫酸銅反應，當硫酸銅反應完全后，鋅再與硫酸亞鐵反應，操作Ⅱ能將固液分開，的名稱是過濾由過濾后的濾渣加入稀鹽酸有氣泡生成，說明了有置換出的鐵，銅全部置換出來了，所以，濾液中一定含有的溶質是ZnSO₄；濾渣中一定含有的物質是Cu、Fe．
（5）設生成的二氧化碳的質量為x
CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂0
44             100
x              5g
$\frac{44}{100}=\frac{x}{5g}$ 解得：x=2.2g
發生的有關反應為：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，ZnO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Zn+CO₂，二氧化碳中碳元素的質量等于一氧化碳中碳元素的質量，故一氧化碳中碳元素質量為：2.2g×$\frac{12}{44}$=0.6g，一氧化碳中氧元素質量為0.6g×$\frac{16}{12}$=0.8g，二氧化碳中氧元素的質量為2.2g-0.6g=1.6g，從反應方程式可以看出，CO₂中的O原子來源于CO和金屬氧化物，故金屬氧化物中氧元素的質量為1.6g-0.8g=0.8g，所以金屬氧化物的質量為：2.42g+0.8g=3.22g，即a=3.22．
故答為：（1）混合物，金屬；（2）3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；（3）2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂刷漆、涂油等（4）過濾，ZnSO₄，Cu、Fe；（5）3.22．

點評 本題通過連鹽鐵路，考查了金屬材料、鐵的冶煉、生銹集合防止生銹的措施、金屬的活動性順序表的應用等知識，難度不大，但涉及的知識點較多，應加強有關金屬知識的學習．