资源描述
知识点一铁的冶炼,1.金属资源的存在及存在形式,特别提醒“沙里淘金”,说明金在自然界中以单质形式存在。,2.几种常见矿石的名称和主要成分,特别提醒冶炼金属时,选择矿石应遵循的原则是:(1)所需提炼金属的含量高;(2)矿石中含对环境有害的元素少;(3)冶炼途径能够尽可能简便。,3.一氧化碳还原氧化铁(1)实验装置,图8-3-1,(2)实验步骤:检查装置的气密性;装入药品并固定装置;向玻璃管内通入CO气体;加热氧化铁;停止加热;停止通入CO气体。,(3)实验现象:红色粉末逐渐变成黑色;澄清的石灰水变浑浊;尾气燃烧产生蓝色火焰。(4)化学方程式:3CO+Fe2O32Fe+3CO2(玻璃管中);CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O(试管中);2CO+O22CO2(导管末端)。(5)实验结论:红色的氧化铁被一氧化碳还原成单质铁,同时生成二氧化碳。,特别提醒一氧化碳还原氧化铁的装置可进行如下改进,该装置既处理了尾气,又节约了燃料。,图8-3-2,4.工业上铁的冶炼(1)主要设备:炼铁高炉。(2)原料:铁矿石、焦炭、石灰石和空气等。(3)发生的主要反应产生还原剂:C+O2CO2;CO2+C2CO。生成生铁:3CO+Fe2O32Fe+3CO2。,例1(2018江苏苏州一模)根据下列实验装置图,以下说法中错误的是()图8-3-3A.实验开始先通一会儿CO,再用酒精喷灯加热B.a处固体由黑色逐渐变为红棕色,C.反应过程中可观察到b处的澄清石灰水变浑浊D.CO有毒,通常在c处将其点燃或用气囊收集以防止污染空气,解析实验开始先通一会儿一氧化碳,再用酒精喷灯加热,目的是排尽玻璃管中的空气,防止发生爆炸;一氧化碳具有还原性,能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,实验进行一段时间后,玻璃管中出现的现象是红棕色粉末逐渐变黑;反应有二氧化碳生成,反应过程中可观察到b处的澄清石灰水变浑浊;一氧化碳有毒,通常在c处将其点燃或用气囊收集以防止污染空气。,答案B,知识点二含杂质物质的计算,1.原理化学方程式所表达的物质间的质量关系都是参加反应的纯物质间的关系。如果有杂质,先要把含杂质物质的质量换算成纯物质的质量。,2.公式(1)混合物中某物质的质量分数=100%(2)某物质的质量=混合物的总质量该物质的质量分数(3)混合物的总质量=,3.计算步骤(1)将含杂质的物质的质量换算成纯物质的质量;(2)将纯净物的质量代入化学方程式进行计算。,例2(2018山西二模)(1)某钢铁厂每天需消耗5000t含Fe2O376%的赤铁矿石,理论上该厂可日产含Fe98%的生铁的质量是多少?(结果保留一位小数)(2)铁矿石的种类很多,除赤铁矿石外,常见的还有磁铁矿(主要成分是Fe3O4)、黄铁矿(主要成分是FeS2)等,工业上一般不用黄铁矿来炼铁,其原因是。,解析(1)5000t赤铁矿中含Fe2O3的质量为5000t76%=3800t,根据氧化铁与一氧化碳反应的化学方程式,由氧化铁的质量可以计算铁的质量,从而可以计算含铁98%的生铁的质量。(2)用于冶炼铁的铁矿石的选择原则是含铁量高,不含或含有较少有害元素等。,答案(1)5000t赤铁矿石中含Fe2O3的质量为5000t76%=3800t设该厂理论上可日产含Fe98%的生铁的质量是x3CO+Fe2O32Fe+3CO21601123800t98%x=x=2714.3t答:理论上该厂可日产含Fe98%的生铁的质量是2714.3t。(2)黄铁矿含铁量低;含有对环境有害的元素硫(或在冶炼过程中会产生有毒气体二氧化硫,污染环境),知识点三金属资源的保护,1.铁制品的锈蚀(1)条件:与空气中的氧气和水同时接触。(2)铁锈的主要成分是Fe2O3xH2O,结构疏松,不能阻碍里层的铁继续被锈蚀。特别提醒钢铁的锈蚀速率受外界环境的影响,会随着环境温度升高、湿度增大、酸性增强而变快。,2.防止铁锈蚀的方法,3.保护金属资源,例3建设丝绸之路经济带,中国高铁走出国门。铁是应用最广泛的金属。图8-3-4,(1)为了探究铁生锈的条件,进行了如图8-3-4(略去其中的夹持装置)所示的三个对比实验。一段时间后,甲中铁丝发生锈蚀且试管中液面上升,乙和丙中均无明显现象。由此得出铁丝锈蚀的过程,实际上是铁丝与发生化学反应的过程。(2)铁制品在下列情况:潮湿空气中、部分浸入食盐水中、干燥的空气中,最易生锈的是(填序号)。,解析(1)甲中铁丝与水和氧气同时接触,发生锈蚀;乙中铁丝不与氧气接触,丙中铁丝不与水接触,乙、丙中铁丝均不发生锈蚀,说明铁生锈必须与水和氧气同时接触。(2)食盐水会加快铁的锈蚀。,答案(1)氧气和水(2),题型一炼铁原理的实验探究,例1(2018山东临沂质检)某化学小组利用如图8-3-5所示装置(部分装置已略去)进行了如下实验探究:图8-3-5,X为一氧化碳,Y为氧化铁粉末。实验开始时先缓缓通入一氧化碳,一段时间后加热硬质玻璃管甲,待反应完全后停止加热,仍继续通一氧化碳直到甲冷却为止。(1)在实验过程中,观察到甲中的现象是。(2)甲中发生反应的化学方程式为。(3)乙中石灰水变浑浊,发生反应的化学方程式为。(4)需要对尾气进行处理,其原因是。,解析(1)一氧化碳具有还原性,能将氧化铁还原为铁,所以在实验过程中,观察到甲中的现象是红棕色粉末变成黑色。(2)一氧化碳具有还原性,能和氧化铁反应生成铁和二氧化碳。(3)二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀与水,所以乙中澄清石灰水变浑浊。(4)一氧化碳有毒,会污染空气,所以需要对尾气进行处理。,答案(1)红棕色粉末变为黑色(2)3CO+Fe2O32Fe+3CO2(3)Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O(4)CO有毒,会对环境造成污染,点拨一氧化碳还原氧化铁的实验需注意“一通、二点、三灭、四停”,即先通一氧化碳,后点燃酒精喷灯加热;实验完毕后,先熄灭酒精喷灯,待硬质玻璃管冷却至室温时停止通一氧化碳。,题型二金属锈蚀条件的探究,例2某学习小组用相同的光亮铁钉探究铁生锈与哪些因素有关,设计的实验如图8-3-6所示:,图8-3-6,(1)一周后观察,试管和中的铁钉无明显变化,试管中的铁钉明显生锈。探究发现铁生锈的主要条件是铁与直接接触,其中试管中铁钉的A、B、C三处中处锈蚀最严重。,(2)试管中加入的蒸馏水要事先煮沸,其目的是。(3)沙漠地区的铁制品锈蚀较慢的原因是。,解析(1)由实验装置及“试管和中的铁钉无明显变化,试管中的铁钉明显生锈”,可推测铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果;试管中铁钉的A、B、C三处中,B处最易生锈。(2)试管中加入的蒸馏水要事先煮沸,其目的是除去溶解在水中的氧气。(3)沙漠地区的空气干燥,所以铁制品锈蚀较慢。,答案(1)氧气和水B(2)除去水中的氧气(3)空气干燥,点拨探究金属锈蚀的条件通常采用控制变量法设计对比实验来进行。解题时应注意找准对比实验中的变量。,易错点对工业炼铁与实验室“炼铁”区分不清,例(2018山东淄博淄川一模)化学兴趣小组用以下装置探究炼铁的原理(根据需要,酒精灯可加网罩)。甲,乙图8-3-7(1)乙中高炉炼铁时焦炭的作用是。(2)装置甲炼得的铁与装置乙炼出的生铁在组成上的最大区别是。(3)甲、乙两装置中共同发生的化学反应是,(用化学方程式表示)。,解析(1)工业炼铁时,焦炭燃烧放出热量,其作用之一是提供热量;焦炭与二氧化碳反应生成一氧化碳气体,其作用之二是生成炼铁所需的还原剂。(2)装置甲炼得的铁是纯铁,装置乙炼出的是生铁。(3)甲、乙两装置中共同发生的化学反应是一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳。,答案(1)提供热量,生成具有还原性的气体一氧化碳(2)甲中炼得的铁不含碳,乙中炼得的铁含有碳(3)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,纠错点睛高炉炼铁过程中,焦炭在高炉中与通入的空气反应生成二氧化碳,同时放出热量,热的二氧化碳又与焦炭反应生成一氧化碳,一氧化碳再与铁矿石在高温条件下反应。,知识点一铁的冶炼,1.用下列矿石冶炼金属时,排放的废气容易引起酸雨的是()A.辉铜矿(主要成分Cu2S)B.赤铁矿(主要成分Fe2O3)C.磁铁矿(主要成分Fe3O4)D.铝土矿(主要成分Al2O3),答案A酸雨主要是向空气中排放过量的二氧化硫、氮氧化物造成的,故选A。,2.(2018河南洛阳洛宁三模)根据实验装置图,以下说法中正确的是()图8-3-1A.a中固体由黑色逐渐变为红棕色B.该实验可验证CO的氧化性,C.实验结束后应先停止加热,待玻璃管冷却后再停止通COD.在整个实验过程中,c处的尾气可不做处理直接排放到空气中,答案C一氧化碳具有还原性,与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,a中固体由红棕色逐渐变为黑色;该实验可验证CO的还原性;实验结束后应先停止加热,待玻璃管冷却后再停止通CO,以防生成的铁再次被氧化;一氧化碳有毒,直接排放到空气中会污染环境,c处的尾气不能直接排放到空气中。,知识点二含杂质物质的计算,3.某赤铁矿样品中含Fe2O3的质量分数为80%,则赤铁矿样品中铁的质量分数为()A.80%B.56%C.20%D.无法确定,答案BFe2O3中Fe的质量分数为100%=70%,则赤铁矿样品中铁的质量分数为80%70%=56%。,4.(2018山东德州庆云一模)若要生产含杂质4%的生铁100t,需要含氧化铁60%的赤铁矿石的质量是多少?(要求写出计算过程,计算结果保留到小数点后1位),答案设需要含氧化铁60%的赤铁矿石的质量为xFe2O3+3CO2Fe+3CO216011260%x100t(1-4%)=x228.6t答:需要含氧化铁60%的赤铁矿石的质量是228.6t。,解析根据一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式,由铁的质量可以计算氧化铁的质量,从而可以计算含氧化铁60%的赤铁矿石的质量。,知识点三金属资源的保护,5.洁净的铁钉在下列情况下最容易生锈的是()A.干燥的空气中B.潮湿的空气中C.浸没在自来水中D.浸没在植物油中,答案B在干燥的空气中,铁与水不接触,不易生锈;在潮湿的空气中,铁与水和空气同时接触,易生锈;浸没在自来水中,氧气浓度较小,不易生锈;浸没在植物油中,铁与氧气和水都不接触,不易生锈。,6.图8-3-2为某化学兴趣小组同学设计的观察铁制品锈蚀的实验装置,下列叙述正确的是()图8-3-2一段时间后,铁丝会由下至上出现锈蚀现象一段时间后,水面处铁丝锈蚀最严重一段时间后,塑料瓶会膨胀,因为铁生锈要放热一段时间后,塑料瓶会变瘪,因为铁生锈要消耗氧气,A.B.C.D.,答案B铁生锈的条件是铁与氧气、水共同接触,当铁周围缺少水或缺少氧气时,铁便不易生锈,错误;该实验在一段时间后,水与空气的界面处铁丝锈蚀最严重,正确;因为铁生锈要消耗氧气,使瓶内压强变小,因此塑料瓶变瘪,正确;铁生锈属于缓慢氧化反应,放出的热量不足以使塑料瓶膨胀,错误。,7.下列做法中,不利于保护金属资源的是()A.过度开采金属矿物B.寻找金属代用品C.防止金属的腐蚀D.回收易拉罐,答案A过度开采金属矿物,会造成金属资源的浪费,不利于保护金属资源;寻找金属代用品、防止金属的腐蚀及回收易拉罐都是有利于保护金属资源的有效措施。,1.(2017广西南宁二模)人类使用材料的历史就是人类的进步史。下列物品的主要材质在自然界以单质形式存在的是()A.青铜器B.铸铁宝剑C.黄金首饰D.铝制炊具,答案C金的化学性质稳定,在自然界中主要以单质形式存在;而铜、铁和铝都以化合物的形式存在。,2.下列有关工业炼铁的叙述中,不正确的是()A.炼铁用的设备是高炉B.炼铁的原料是焦炭、石灰石、铁矿石C.炼铁得到的生铁仍为混合物D.炼铁是用空气中的氧气将铁矿石中的杂质氧化除去,答案D工业炼铁的主要设备为高炉;工业炼铁的主要原料为铁矿石、焦炭和石灰石等;工业炼铁的主要产物为生铁,是一种铁合金,属于混合物;工业炼铁的主要原理是利用一氧化碳的还原性还原出铁矿石中的铁。,1.以下是探究铁生锈条件的实验,有关该实验的说法中正确的是()图8-3-3A.甲试管中的铁钉最先生锈,水面附近的部分锈蚀最严重B.甲、乙、丙试管中的三根铁钉都不会生锈,C.甲和丙对比可得出铁生锈的条件之一是氧气D.甲和乙对比可得出铁生锈的条件之一是水,答案A甲试管中的铁钉既与氧气接触,又与水接触,所以最先锈蚀,且水面附近的部分锈蚀最严重;甲试管中的铁钉发生了锈蚀,而乙试管中的铁钉只与水接触、丙试管中的铁钉只与氧气接触,不会发生锈蚀;丙试管中的铁钉只与氧气接触,没有锈蚀,甲和丙对比可得出铁生锈的条件之一是水;乙试管中的铁钉只与水接触,没有锈蚀,甲和乙对比可得出铁生锈的条件之一是氧气。,2.(2018江苏江阴期中)如图8-3-4所示,小文同学利用长柄W型玻璃管完成了一氧化碳与氧化铁的反应。已知:甲酸在热浓硫酸的作用下分解生成一氧化碳和水。下列有关实验的说法中错误的是()图8-3-4A.灯罩的作用是集中火焰,提高酒精灯火焰的温度B.A处可观察到的实验现象是红棕色粉末变成黑色,C.A处发生的反应中,一氧化碳夺取氧化铁中的氧,发生还原反应D.该微型实验具有药品用量少、清洁环保、操作简单等优点,答案C一氧化碳还原氧化铁的反应条件是高温,灯罩的作用是集中火焰,提高酒精灯火焰的温度;在高温的条件下,一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,A处可观察到红棕色粉末变成黑色;A处发生的反应中,一氧化碳夺取氧化铁中的氧,发生氧化反应;该微型实验具有药品用量少、清洁环保、操作简单等优点。,3.(2018河北石家庄质检)图8-3-5是探究铁锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面高度一致,塞紧橡胶塞,一周后观察。下列推断错误的是()图8-3-5A.b中铁钉不会锈蚀B.该实验说明铁锈蚀与氧气和水都有关,C.L端液面比R端高D.若将a中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀,答案Bb中缺少水,铁钉不会锈蚀;b中铁钉只与空气接触,没有生锈,而a中铁钉与水和空气接触会生锈,说明铁钉生锈与水有关,该实验不能说明铁锈蚀和氧气有关;a中的氧气减少,压强减小,从而导致L端液面比R端高;铁在盐溶液中锈蚀速率会加快,所以将a中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀。,4.联合钢铁工业的基本生产流程示意图如下:图8-3-6请回答下列问题:(1)以赤铁矿(Fe2O3)为原料在高温下与一氧化碳反应的化学方程式是。(2)炼钢炉中通入氧气的目的是。,答案(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(2)使生铁中的碳充分反应,降低含碳量,解析(1)一氧化碳在高温条件下与氧化铁反应生成铁与二氧化碳;(2)炼钢炉中通入氧气可以使生铁中的碳充分反应,降低含碳量。,5.(2015四川眉山中考节选)某化学兴趣小组进行铁生锈的实验探究活动。图8-3-7(1)该兴趣小组将洁净无锈的铁钉分别置于如图8-3-7所示的装置中,经过一段时间观察,(填装置序号)装置中出现了明显的锈迹。他们的结论:铁生锈是因为铁与空气中的等发生了化学反应。,(2)甲同学提出了疑问:空气中的氮气或二氧化碳没有参与铁的生锈过程吗?请设计实验为甲同学释疑。,观察并记录现象即可证明。(4)一些建筑的大门刷上了一层银白色的金属,你认为该金属可能是。a.银粉b.铜粉c.镁粉【交流与思考】(5)写出一种防止铁生锈的方法:。,答案(1)A氧气和水蒸气(2)将A装置中的氧气换作氮气或二氧化碳(4)c(5)刷油漆(其他合理答案均可),解析(1)铁生锈是铁与氧气和水共同作用的结果,A装置中铁钉接触氧气和水,B装置中铁钉只接触水,C装置中铁钉只接触氧气,所以A装置中铁钉生锈。(2)将A装置中的氧气换作氮气或二氧化碳进行实验即可。(4)金属呈银白色,排除了铜粉;银粉价格太高,故选择在空气中能形成致密氧化膜的金属镁。(5)涂漆、抹油、烤蓝、镀耐腐蚀金属等都可以防止铁生锈。,6.(2017辽宁丹东中考)工业上用赤铁矿石(主要成分是氧化铁)与一氧化碳在高温条件下冶炼生铁。现有400t含氧化铁80%的赤铁矿石。求:(1)该矿石中氧化铁的质量。(2)该矿石能冶炼出含杂质4%的生铁的质量。(计算结果精确到0.1),答案(1)100t含氧化铁80%的赤铁矿石中氧化铁的质量为400t80%=320t;(2)设可炼出生铁的质量为x,含杂质4%的生铁的含铁量为1-4%=96%3CO+Fe2O32Fe+3CO2160112320tx96%x233.3t答:可得含杂质4%的生铁233.3t。,解析(1)100t含氧化铁80%的赤铁矿石中氧化铁的质量为400t80%=320t;(2)根据一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式,利用氧化铁的质量,即可求得含杂质4%的生铁的质量。,1.下图为实验室模拟炼铁的装置,现将agFe2O3在高温下与足量CO反应,实验结束后测得B中产生6.00g白色沉淀,下列说法正确的是()A.实验开始应该先打开弹簧夹,B.该实验过程中共消耗1.68gCOC.氧化铁质量为3.2gD.硬质玻璃管中固体由黑色变为红棕色,答案C一氧化碳具有可燃性,所以实验开始时应该先打开弹簧夹,通入一氧化碳排尽装置内的空气,以免加热时发生爆炸;设参加反应的一氧化碳的质量为x,氧化铁的质量为y,由化学方程式Fe2O3+3CO2Fe+3CO2、CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O可知:Fe2O33CO3CaCO316084300yx6.00g=,x=1.68g=,y=3.2g还原氧化铁需要的一氧化碳的质量为1.68g,但是在反应前后都需要通,入一氧化碳,另外还有一部分CO通过燃烧提供热量,所以实际通入的CO质量大于1.68g;一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,硬质玻璃管内的现象是红棕色固体变成黑色。,2.下面是某学习小组关于Ag、Au、Cu、Fe、Al这几种金属的学习交流。请你参与交流并回答下列问题:(1)李明同学在对上述金属分类时,他根据金属的某种化学性质相同,将“Au、Cu、X”划分为一类,你认为X为。(2)请你写出上述一种金属与AgNO3溶液反应的化学方程式:。(3)王亮同学查阅到以上五种金属还能开采年限(根据储藏量和目前消耗速度确定)的统计数据(如图所示)。请你结合图示,提出一条金属资源开发利用的合理化建议:。,答案(1)Ag(或银)(2)Fe+2AgNO3Fe(NO3)2+2Ag或Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag或Al+3AgNO3Al(NO3)3+3Ag(3)合理开采金属矿物(或回收利用废旧金属或使用金属代用品等),解析(1)Au、Cu均为氢后金属,均不能与稀盐酸、稀硫酸发生置换反应,所以X应为Ag。(2)在金属活动性顺序中,排在Ag前的Al、Fe、Cu都可与AgNO3发生置换反应。(3)金属资源是有限的,保护金属资源的措施有:合理开采金属矿物,回收利用废旧金属,使用金属代用品等。,1.(2018天津河西质检,3,)下列措施不能在一定程度上防止金属生锈的是()A.在金属表面涂油或刷漆B.在金属表面镀上一层耐腐蚀的铬C.制成耐腐蚀的合金D.用砂纸擦去铝制品表面的氧化膜,答案D铝制品表面的氧化铝薄膜能起到保护内层金属不被氧化的作用,用砂纸擦去铝制品表面的氧化膜,会加速金属的锈蚀。,2.(2018广东广州第二中学月考,16,)光亮铁钉在下列几种情况下,生锈最快的是(),答案A铁钉生锈是铁钉与氧气和水共同作用的结果,且食盐水等会加速铁钉的锈蚀,故A中的铁钉锈蚀最快。,3.(2016陕西师大附中一模,28,)某化学实验小组的同学模拟高炉炼铁的反应原理进行实验,装置如图8-3-8所示,请回答下列问题:图8-3-8(1)该实验的有关操作顺序如下,其中表述合理的是。A.实验开始时,先点燃酒精喷灯,后通入COB.实验开始时,先通入CO,后点燃酒精喷灯,C.实验结束时,先熄灭酒精喷灯,后停止通入COD.实验结束时,先停止通入CO,后熄灭酒精喷灯(2)按此原理,用含Fe2O360%的赤铁矿石800t,理论上可炼出含杂质5%的生铁多少吨?(结果保留一位小数),答案(1)BC(2)设理论上可炼出纯铁的质量为x。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2160112800t60%x=x=336t336t(1-5%)353.7t答:理论上可炼出含杂质5%的生铁353.7t。,解析(1)实验开始时,先通入一氧化碳,排尽装置内的空气,以免加热时一氧化碳与空气混合发生爆炸;实验结束时,继续通入一氧化碳直到玻璃管冷却,防止铁粉在较高温度下重新被氧化。(2)根据一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式,由赤铁矿中氧化铁的质量可以计算出生成的纯铁的质量,进而计算出生铁的质量。,1.(2017河南郑州一模,18,)AD是初中化学的常见物质,其转化关系如图所示(部分反应物和生成物、反应条件已经略去),A、C常温下为无色气体且组成元素相同,B、D均为黑色粉末,且D为世界上年产量最大的金属。请回答下列问题:(1)写出反应的化学方程式:;(2)反应的基本反应类型是;,(3)物质A的一种用途是。,答案(1)4CO+Fe3O43Fe+4CO2(2)化合反应(3)做燃料或冶炼金属等,解析根据题目中的信息,A、C常温下为无色气体且组成元素相同,B、D均为黑色粉末,且D为世界上年产量最大的金属及物质间的转化关系可知,A是一氧化碳,C为二氧化碳,B是四氧化三铁,D是铁粉。(1)反应是一氧化碳还原四氧化三铁生成铁和二氧化碳;(2)反应是铁和氧气点燃生成四氧化三铁,该反应属于化合反应;(3)物质A是一氧化碳,可以做燃料或冶炼金属。,2.(2016河北二模,28,)某化学小组的同学将一枚洁净的铁钉放入食盐水中(如图,装置气密性良好)。一段时间后,观察到装置中右侧导管的液面升高,铁钉生锈,试管底部有黑色固体物质。请你分析并回答:(1)液面上升的原因是。(2)黑色固体中一定含有碳,该结论也得到了小组同学的认可,理由是。(3)相信你一定在家中做过铁钉分别在水、食盐水中生锈的实验,你的,结论之一是铁钉在(填“水”或“食盐水”)中生锈快。,答案(1)铁钉生锈消耗了试管内的氧气,使试管内压强低于大气压(合理即可)(2)铁钉是铁合金,含有碳(3)食盐水,解析(1)铁钉生锈是铁钉与氧气、水共同作用的结果,铁钉生锈消耗试管内的氧气,使试管内的压强低于大气压,所以装置中右侧导管的液面升高。(2)铁钉是铁合金,含有碳,所以试管底部的黑色固体中一定含有碳。(3)食盐水能加快铁钉的锈蚀速率。,1.(2018重庆中考B卷,11,)小明笔记中有一处错误,你认为是图中的哪一处()图8-3-9A.a处B.b处C.c处D.d处,答案B赤铁矿的主要成分是氧化铁;一氧化碳夺取了氧化铁中的氧发生了氧化反应;该反应的条件是高温;该反应的反应物均为化合物,不属于置换反应。,2.(2018四川巴中中考,26,)用“W”型管进行微型实验,如图8-3-10所示。下列说法错误的是()图8-3-10A.a处红棕色粉末变为黑色B.a处实验结束时先停止通入CO,后停止加热C.b处澄清石灰水变浑浊证明有二氧化碳生成D.可利用点燃的方法进行尾气处理,答案B一氧化碳具有还原性,能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,a处红棕色粉末变为黑色;a处实验结束时先停止加热,后停止通入CO,直至“W”型管冷却,以防生成的铁再次被氧化;二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,b处澄清石灰水变浑浊,证明有CO2生成;一氧化碳有毒,会造成环境污染,可用点燃的方法进行尾气处理。,3.(2017山东青岛中考,6,)下列防锈措施不合理的是()A.钢管存放在干燥的地方B.用盐水清洗菜刀C.及时清除铁制品表面的锈渍D.在铁管表面镀上一层不易锈蚀的金属,答案B钢管存放在干燥的地方,能防止锈蚀;用盐水清洗菜刀,会加快金属的锈蚀;及时清除铁制品表面的锈渍,有利于防止铁制品的锈蚀;在铁管表面镀上一层不易锈蚀的金属,能防止铁管的锈蚀。,4.(2018浙江杭州中考,28,)小金为探究铁制品锈蚀的条件,进行如下实验:图8-3-11步骤1:利用图8-3-11甲所示装置,将干燥的O2从导管a通入U形管(装置气密性良好。药品如图8-3-11甲所示);待U形管内充满O2后,在导管b处连接一活塞推至底部的注射器收集20mLO2后在导管a处连接乳胶管并用止水夹夹紧,如图8-3-11乙所示。,步骤2:一段时间后,观察U形管内的铁丝,其现象如下表所示。,(1)步骤1中,检查U形管内是否已充满O2的方法是。(2)铁制品锈蚀的条件之一是需要O2,在此实验中能支持此条件的证据是。(3)通过对比实验现象,此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是。,答案(1)将带火星的木条放置在b导管口,若木条复燃,则证明U形管内已充满O2(2)观察到注射器活塞向左移动(或注射器内O2体积减少)(3)水分和金属的内部结构,解析(3)对比处的现象可知,铁制品锈蚀的条件之一是需要水分;对比处的现象可知,铁制品是否锈蚀与金属的内部结构有关。,5.(2015海南中考,24,)海南石碌铁矿,其矿石主要成分为Fe2O3。炼铁的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。请计算:某铁矿石,其中含Fe2O3的质量为16t,理论上可以炼出铁的质量为多少?,答案解:设理论上可以炼出铁的质量为xFe2O3+3CO2Fe+3CO216011216tx=x=11.2t答:理论上可以炼出铁的质量为11.2t。,解析根据一氧化碳还原氧化铁的化学方程式,利用氧化铁的质量列式计算出铁的质量。,1.(2018江苏扬州中考,20,)铜元素有多种氧化物,如CuO、Cu2O。称取14.4g仅含Cu、O两种元素的固体样品、采用如下装置实验(夹持装置省略)。测得实验前后装置B增重4.4g。下列说法正确的是()A.装置B的作用是吸收反应生成的H2O和CO2,B.实验开始前应先关闭K2,打开K1,通一段时间COC.根据实验数据进行计算,可以确定该固体为Cu2OD.若缺少装置C,则实验所得Cu、O个数比偏高,答案BC固体样品中仅含Cu、O两种元素,反应不会生成水;由于一氧化碳是具有可燃性的气体,实验开始前应先关闭K2,打开K1,通入一段时间的一氧化碳,以便排出玻璃管中的空气,防止加热时发生爆炸;由题意可知装置B增重4.4g,即反应生成二氧化碳的质量为4.4g,由质量守恒定律可知,铜的氧化物中氧元素的质量是4.4g=1.6g,所以铜原子与氧原子的个数比是=21,则该固体为Cu2O;若缺少装置C,装置B增加的质量偏大,所得Cu、O个数比偏低。,2.(2016吉林中考,16,)下图为铁制品循环利用的示意图,根据图示回答:(1)“”“”“”中,一定发生化学变化的是(填序号);(2)不能用铁制容器盛放硫酸铜溶液的原因是(用化学方程式表示);(3)废旧金属“循环利用”的意义是(写一点即可)。,答案(1)(2)Fe+CuSO4FeSO4+Cu(3)节约金属资源,树立可持续发展的观念(或保护金属资源或节约能源或减少对环境的污染,只要符合题意即可),解析(1)铁矿石炼成生铁,有新物质生成,发生化学变化;(2)Fe能和Cu-SO4溶液反应,反应的化学方程式为Fe+CuSO4Cu+FeSO4;(3)废旧金属的循环利用可以节约金属资源,节约能源,减少对环境的污染等。,1.在实验室里,常用CO与氧化铁的反应模拟炼铁(装置见图8-3-12)。请回答下列问题:图8-3-12(1)玻璃管中发生反应的化学方程式是。,(2)实验中,玻璃管内红棕色的固体逐渐变为色,澄清的石灰水变。(3)处理尾气常用(填“燃烧”或“直接排入空气”)法,有关的化学方程式是。(4)下列对该实验的叙述,不正确的是(填字母)。a.实验开始,必须先通一会儿COb.实验结束,要先熄灭酒精喷灯c.检验反应的固体产物,可以使用稀盐酸或硫酸铜溶液d.本实验中通入8.4g的CO,能生成11.2g的铁,(5)按图8-3-12所示装置进行模拟炼铁时,难以及时知道玻璃管内的空气是否排完,这样在加热时就容易发生爆炸事故。化学兴趣小组在老师指导下,设计出图8-3-13所示装置。图8-3-13已知长柄V型玻璃管属微型仪器,其容积约是20mL。实验开始,通过注射器向长柄V型玻璃管里缓缓通入mLCO,就能基本上排完玻璃管内的空气。,该装置与图8-3-12所示装置相比,优点很多,请你写出其中的1条:。,答案(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(2)黑浑浊(3)燃烧2CO+O22CO2(4)d(5)20节约药品(或提高了安全性或操作方便等),解析本题结合对一氧化碳还原氧化铁实验装置的探究与改进,考查了具有一定探究与创新精神的核心素养。(1)在高温条件下,一氧化碳能将氧化铁还原为铁,同时生成二氧化碳。(2)氧化铁是红棕色粉末,在高温的条件下被一氧化碳还原为铁,颜色变为黑色;生成的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。(3)CO有毒,不能直接排入空气,CO具有可燃性,所以处理尾气通常采用燃烧的方法。(4)实验开始,必须先通一会儿CO,防止一氧化碳与玻璃管中的空气混合受热发生爆炸;实验结束,要先熄灭酒精喷灯,通一氧化碳至玻璃管冷却至室温,防止铁被重新氧化;检验反应的固体产物铁,可以使用稀盐酸或硫酸铜溶液,因为铁可与稀盐酸反应产生氢气,可与硫酸铜反应生成红色的铜;在实验开始和结束时均要通一段时间CO,因此本实验中通入8.4gCO,生成铁的质量小于11.2g。,(5)实验开始时,为防止一氧化碳与空气混合加热发生爆炸,要将空气排尽,所以通入一氧化碳的体积为20mL;该装置与图8-3-12所示装置相比,具有节约药品,操作方便,提高了安全性等优点。,2.图8-3-14是初三某班同学探究铁生锈实验不断完善优化的过程。图8-3-14(1)优化实验时将中自来水换为蒸馏水,目的是。(2)优化实验时增加是为了证明铁生锈与空气中的(填化学式)有关。,(3)实验在软塑料瓶中完成,一周后可观察到铁钉生锈,同时铁钉靠近水面部分锈蚀最厉害。由此可知:铁生锈实际是铁与(填化学式)共同作用的结果。(4)实验还可用来完成(填实验名称)。,答案(1)排除水中溶有的氧气、消毒剂等物质的干扰(2)O2(3)塑料瓶变瘪O2、H2O(4)测定空气中氧气的含量实验,解析本题通过探究铁生锈实验的完善与优化,考查了具有实验探究与创新意识的学科素养。(1)自来水换为蒸馏水,目的是排除水中溶有的氧气、消毒剂等物质的干扰。(3)铁生锈是铁和氧气、水共同作用的结果;反应后塑料瓶中的压强变小,塑料瓶变瘪。(4)实验可用于测定空气中氧气的含量。,(2018北京丰台一模)暖贴发热利用了铁粉生锈放出热量的原理,某小组同学设计并进行实验,探究铁生锈的条件及影响生锈速率的因素。.探究铁生锈的条件(1)由实验B和C得出铁生锈需要与水接触,画出实验C的实验装置图。,(2)证明铁生锈需要与氧气接触的实验现象是。.探究影响铁生锈速率的因素【查阅资料】暖贴的发热材料主要有铁粉、活性炭、食盐、水等物质。【猜想假设】1.活性炭能加快铁粉生锈的速率。,2.食盐能加快铁粉生锈的速率。【进行实验】下表是2g铁粉、5g水与不同量活性炭、食盐均匀混合后,在10分钟内温度上升的实验记录。,【解释与结论】(3)表中x的值为。(4)对比实验1和3,得出的结论是。(5)欲得出结论“活性炭与食盐同时存在会大幅度加快铁生锈速率”,需要对比(填实验编号)。【反思与评价】(6)下列说法正确的是。A.暖贴在使用前要密封保存B.暖贴使用后剩余物可以回收利用C.利用铁生锈的原理,铁粉还可用于食品保鲜,答案(1)(2)A中铁钉不生锈,B中铁钉生锈(3)0(4)食盐能加快铁粉生锈的速率(5)2、3、4或1、2、3、4(6)ABC,解析本题通过对铁生锈的条件及影响铁生锈速率的因素的探究,考查了能尊重事实和证据,具有独立思考能力的核心素养。(1)由实验B和C得出铁生锈需要与水接触,则C中铁钉只与干燥的空气接触。(2)A中铁钉不生锈,B中铁钉生锈,可证明铁生锈需要与氧气接触。(3)设计实验时要注意控制变量,故x是0。(4)对比实验1和3,可以得出食盐能加快铁粉生锈的速率。(5)要得出结论“活性炭与食盐同时存在会大幅度加快铁生锈速率”,可以比较2、3、4或1、2、3、4。(6)暖贴在使用前要密封保存,否则会因铁粉发生锈蚀而失效;暖贴使用后剩余物可以回收利用;利用铁生锈的原理,铁粉还可用于食品保鲜。,
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