8.3金属资源的利用
一、选择题(共16题)
1.铁钉在下列情况下最容易生锈的是
A.潮湿的空气中 B.干燥的空气中
C.浸没在自来水中 D.浸没在植物油中
2.河南巩义双槐树遗址被誉为“早期中华文明的胚胎”,“河洛古国”实证中华文明起源历史。下列过程发生了化学变化的是( )
A.雕刻石像 B.冶炼生铁 C.夯筑土屋 D.水车灌溉
3.下列变化过程中不存在缓慢氧化的是
A.红磷点燃后能在氧气中燃烧 B.运动员正在进行百米冲刺
C.久置的蔬菜,水果腐烂发臭 D.铁逐渐生成一层红色的铁锈
4.化学与生活息息相关。下列做法正确的是
A.利用深埋法处理废旧电池 B.废旧报纸投入可回收垃圾箱
C.加肥皂水振荡可软化硬水 D.夜晚发现家中燃气泄漏立即开灯检查
5.下列说法正确的是( )
A.14g碳与32g氧气反应完全,可以生成46g二氧化碳
B.炼铁的原理是利用一氧化碳把铁矿石中化合态的铁还原出来,该反应属于置换反应
C.一种塑料燃烧后生成二氧化碳和水,所以这种塑料中一定含有碳、氢、氧三种元素
D.84消毒液可以有效杀灭“新型冠状病毒”
6.化学在环境保护、资源和能源利用等方面起着重要的作用,下列说法正确的是( )
A.防止金属腐蚀是保护金属资源的唯一途径
B.煤、石油、天然气都属于不可再生的化石燃料
C.天然水经过沉降、过滤、吸附、消毒,得到的是纯水
D.目前计入空气污染指数的有害气体主要包括SO2、CO2、NO2、臭氧等
7.下列变化中,属于化学变化的是
A.铁生锈 B.冰雪融化
C.因电压过高,灯泡烧坏 D.分离液态空气
8.下列关于资源、能源、环保方面的叙述正确的是()
A.石油炼制可得到汽油、煤焦油、航空煤油等
B.提高煤、沼气等化石燃料的利用率,就相当于延长了化石燃料的使用年限
C.废旧金属的回收利用,可以节约金属资源和95%的能源
D.人们正在利用和开发的其他能源有氢能、太阳能、风能、核能、地热能等
9.铜锈蚀时氧气和水一定参与了反应,为了探究二氧化碳是否能参与了反应,需要进行的实验是
A.甲和乙 B.乙和丁 C.甲和丁 D.丙和丁
10.下列实验设计能实现其对应的实验目的是
A.测定空气中氧气含量 B.验证质量守恒定律
C.探究燃烧条件之一:温度达到着火点 D.探究铁钉锈蚀的条件
11.关于工业炼铁的说法正确的是
A.铁矿石用于炼铁是因为含有大量单质铁 B.焦炭的主要作用是不完全燃烧制取 CO
C.在高炉中冶炼出来的是生铁,不是纯铁 D.高炉的尾气成分为 CO2,可以直接排放
12.小明对所学知识进行归纳,其中有错误的一组是
A.还原剂:氢气、焦炭、一氧化碳 B.防锈方法:搪瓷、镀锌、涂油漆
C.合金:不锈钢、青铜、生铁 D.黑色固体:氧化铜、氧化铁、氧化镁
13.下列有关金属和金属材料的说法中正确的是
A.铝制品不需要涂保护层来防腐蚀,因为常温下铝不与氧气反应
B.铜的化学性质不活泼,则铜放置在潮湿的空气中不会被腐蚀
C.多数合金的抗腐蚀性能比组成它们的纯金属更好
D.铁比银活泼,则铁能置换出氯化银中的银
14.废旧电池投入的垃圾收集箱上应贴有的标志是
A. 塑料 B. 有害垃圾
C. 可燃垃圾 D. 金属
15.有5.8g铁的氧化物,用足量的CO在高温下将其还原,把生成的全部CO2通入到足量的澄清的石灰水中得到10g固体沉淀物,这种铁的氧化物的化学式( )
A.FeO B.Fe3O4 C.Fe2O3 D.Fe4O5
16.下列物质主要成分(括号内物质)属于氧化物的是
A.铝土矿(A12O3)
B.菱铁矿(FeCO3)
C.辉铜矿(Cu2S)
D.磷矿粉 [Ca3 (PO4)2]
二、综合题(共6题)
17.金属与人类的生产、生活密切相关,牢固掌握金属的知识非常重要。
(1)铝和铁都是我们生活中常见的金属,铝耐腐蚀性能比铁好的原因是_____。
(2)如图是一氧化碳还原氧化铁的实验装置,请回答下列问题。
①玻璃管A中的实验现象是_____。
②实验开始时,先通入一氧化碳的原因是_____。
③从环保角度考虑,还需对以上装置进行改进,请简述改进措施_______。
(3)为了验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序,请你写出两种可行方案所需的物质。
方案一:_______
方案二:_______
(4)若除去FeCl2溶液中杂质CuCl2,请写出有关的化学方程式。_____
(5)实验室在高温条件下,用足量一氧化碳还原10g赤铁矿,充分反应后,测得生成的纯铁的质量为5.6g。则该赤铁矿中氧化铁的质量分数是_____。
18.人们在生活中已经离不开智能手机,它的各项功能令人眼花缭乱。下图1为某品牌手机的拆解图。
已知:Mg能与N2,CO2等气体反应。
(1)钛(Ti)被称为“未来金属”。以钛铁矿(主要成分为钛酸亚铁FeTiO3)为原料冶炼金属钛,一种生产工艺流程如上图2。
①FeTiO3中钛的化合价为________。
②反应Ⅰ还生成一种可燃性无色气体,该反应的化学方程式为________。
③反应Ⅱ在________中进行。(填字母)
A 稀有气体 B 空气 C N2 D CO2
(2)铝被称为“年轻的金属”。
①铝有“自我保护”的作用,原因是表面生成一层致密的氧化膜,该氧化膜的化学式为________。
②人类冶炼和使用铝的时间较晚,可能是因为________(填字母)。
A 地壳中铝元素含量少 B 冶炼铝的技术要求高
③原子簇是若干个原子的聚集体,有望开发成新材料。某铝原子簇由13个铝原子构成,其最外层电子数的总和为40时相对稳定。一个铝原子最外层有3个电子,则该稳定铝原子簇的微粒符号为________。
④硅酸铝玻璃常用于制作手机屏幕,据此推断其可能具有的性质是________(填字母)。
A 透光性好 B 易溶于水 C 见光易分解 D 常温下不与O2反应
(3)锂(Li)被称为“绿色能源金属”。
①某电池放电时反应:,能量转化形式为________(填“电能→化学能”或“化学能→电能”)。电池级碳酸锂(Li2CO3)生产反应之一为氯化锂(LiCl)溶液与碳酸钠溶液发生复分解反应,该反应的化学方程式为________。
②图3为某款锂电池手机在不同温度下的电压随待机时间变化图像。当电压低于3.0V,手机会自动关机。请分析手机电池在冬天不耐用的原因可能是________(填字母)。
A 温度越低,电压下降到3.0V时,时间越短
B 温度越低,会降低锂电池的化学反应速率,导致存储电量变小
19.人类文明与社会进步同金属材料关系密切。
(一)铁的广泛应用
(1)人体缺铁会造成贫血,这里的铁是指_____。 (选填序号)
A.单质 B.元素 C.原子
(2)双吸剂的主要成分是铁粉,其原理是铁锈蚀,在过程中吸收______ 和 _______。
(3)暖宝宝的主要成分是铁粉、氯化钠等,原理也是铁锈蚀,锈蚀过程中发生______。
A.剧烈氧化 B.缓慢氧化
(4)西汉时期有“曾青得铁则化为铜”之说,用化学方程式表示其原理________。
(二)铁的锈蚀
(1)下列情况下铁制品最易生锈的是_____ (填序号)。
a.潮湿空气中 b.部分浸入食盐水中 c.干燥空气中
(2)铁生锈的主要过程为:写出转化①的化学方程式_______。
(3)铁锈中一定含Fe2O3 nH2O,可能含FeCO3 (FeCO3和稀盐酸的反应与CaCO3相似),在某铁锈样品中加稀盐酸,_______ (填现象),证明不含FeCO3。
(三)铁的冶炼
取24.0g Fe2O3粉末,小组同学用下图装置模拟炼铁,并测定反应后固体成分。
资料:NaOH溶液能很好地吸收CO2,碱石灰可吸收H2O和CO2。
(1)连接装置,先______,再装入药品。
(2)实验时先通入CO,目的是_________,反应后还要继续通CO目的是______。
(3)控制A中温度在700℃至固体全部变黑,继续通CO至冷却。
①通过测定装置B的质量变化,可准确求得装置A中剩余固体质量。装置C的作用是_______。
②现直接测得装置A中剩余固体质量为19.2g。则装置B应增重_______g。
(4)请指出上述实验装置的一个明显缺陷_______。
20.(1)金属的用途与性质密切相关。
铜 铝
密度/(g·cm-3) 8.92 2.70
地壳中含量(质量分数/%) 0.007 7.73
导电性(以银的导电性为100作标准)
①如图所示的赤铁矿的主要成分是__________(填化学式)。
②家用电线常用铜制,但在高压远距离输电中,常用铝代替铜,请根据表格中的信息分析,其原因是______________________。
③生铁和钢是常见的两种铁合金,它们的性能不同是由于_______________不同。常用生铁铸铁锅,请你说出一个厨房中防止铁锅生锈的方法:__________________________。
④在空气中,铝具有很好的抗腐蚀性,其原因用化学方程式表示为_______________。
(2)A、B、C是金属活动性顺序表中的三种金属。取形状大小相同的A、B、C三种金属,分别向其加入同体积同溶质质量分数的稀盐酸,实验现象记录如下表。
实验
现象 速率快,产生大量气泡 速率缓慢,产生气泡较少 无现象
从上表信息得出A、B、C三种金属的活动性由强到弱的顺序是_______(填序号)。
(3)将一定量铝、铜粉末混合物加入硝酸银溶液中,充分反应后过滤,滤液为蓝色。关于该滤渣和滤液有下列四种说法:
①向滤渣中加入稀盐酸,一定有气泡产生。
②向滤液中加入稀盐酸,一定有沉淀产生。
③滤渣中一定含有Ag,可能含有Cu。
④滤液中一定含有Cu(NO3)2,一定不含AgNO3,可能含有Al(NO3)3。
⑤滤液中一定含有Cu(NO3)2和Al(NO3)3,可能含AgNO3。以上说法正确的是_________(填序号)。
21.下图为实验室中常见的气体制备、净化、收集和性质实验的部分仪器。
根据题目要求,回答下列问题:
(1)甲同学在实验室中选用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气,发生反应的化学方程式为:______。
(2)乙同学在实验室中选用石灰石和稀盐酸为原料,想制备并收集纯净、干燥的二氧化碳气体。他按照要求设计了实验装置,连接组装仪器,并检验了装置的气密性。
(提示:挥发出的少量HC1气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收)
①他所选仪器的连接顺序应为(填写仪器序号字母)______。
②乙同学制取二氧化碳的化学反应方程式为______。
(3)小梅同学想在实验室中利用CO还原Fe2O3的反应测定某氧化铁样品的纯度,并检验气体产物,其探究实验装置如下图所示:(已知:实验所用的CO中混有少量CO2和水蒸气,假设样品中的杂质不反应,且实验过程中每步反应都能充分进行。)
①实验过程中,观察到装置C里的红棕色粉末变为黑色,其反应的化学方程式为______。
②装置A的作用为______。
③从绿色化学角度考虑,上述实验装置的不足之处是______。
④实验前称取了10.0g该氧化铁样品放入装置C中,充分反应后,测得硬质玻璃管中剩余固体的质量为7.6g,则该样品中氧化铁的质量分数为______(计算结果精确至0.1%)。
22.某兴趣小组利用如图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略).
(1)F装置内溶液变浑浊的化学反应方程式为 _____ ;A装置内发生的反应属于 _____ 反应(选填放热或吸热).
(2)装置B的作用是 _____ .处理尾气的方法为 _____ .
(3)将该小组分为两组,各取48g氧化铁粉末按如图装置进行对比实验.甲组用酒精灯(火焰温度5000C~7000C)、乙组用酒精喷灯(火焰温度8000C~10000C)分别对装置D充分加热,红色粉末均变为黑色粉末.两组分别用固体产物进行实验,记录如下.
操作步骤 甲组现象 乙组现象
1.称量反应后粉末质量(g) 44.2 33.6
2.取黑色粉末用磁铁吸引 部分能被磁铁吸引 全部能被磁铁吸引
3.取黑色粉末加入足量稀盐酸,震荡 部分溶解,无气泡 全部溶解,有气泡
为解释这个现象,小组成员查阅到下列资料:
Ⅰ.已知铁的氧化物有FeO、Fe3O4、Fe2O3,在一定条件下,均能失去或逐步失去其中的氧,最终被还原为铁.
Ⅱ.Fe3O4是一种铁氧体磁性物质,不溶于水和酸.
Ⅲ.氧化铁和一氧化碳进行热反应分析的相关数据图.
(分析与结论)
①乙组的固体产物是 _____ ,产生气泡的化学方程式为 _____ .
②小军根据实验现象推测甲组的固体产物可能是 _____ .小华通过计算也证明了小军的观点.试通过计算说明他的推测依据. _____
(反思与交流)
考虑到一氧化碳气体通入的不持续性,装置E的作用是 _____ .从实验安全的角度考虑,上图装置还要采取的改进措施是 _____ .
参考答案
1.A
【详解】
试题分析:铁生锈的条件是与氧气和水同时接触。故选A。
2.B
【详解】
A、雕刻石像只是形状的变化,没有生成新物质,物理变化;
B、冶炼生铁生成了新物质铁,化学变化;
C、夯筑土屋,只是物质状态变化,没有生成新物质,物理变化;
D、水车灌溉,没有生成新物质,物理变化;
故选B。
3.A
【详解】
A、点燃的红磷能在空气中燃烧,属于剧烈的氧化反应,故A不正确;
B、运动员在进行百米冲刺中的呼吸,属于缓慢的氧化反应,故B正确;
C、久置的蔬菜、水果腐烂发臭,是青菜、水果与氧气发生的不容易察觉的缓慢氧化,故C正确;
D、铁逐渐生成一层红色的铁锈,属于缓慢的氧化反应,故D正确。故选A。
4.B
【详解】
A、废旧电池中含有重金属离子对土壤和水源有较大污染,不能将废电池深埋,应该回收处理,选项做法不正确;
B、废旧报纸属于可回收物,投入可回收垃圾箱,选项做法正确;
C、加肥皂水只能鉴别硬水和软水,但不能除去水中钙、镁离子,不能软化硬水,选项做法不正确;
D、燃气属于可燃性气体,与空气的混合气体,遇电火花可能会发生爆炸,所以夜间发现家中煤气泄漏,不能立即开灯,应该立即关闭阀门并开窗通风,选项做法不正确。
故选B。
5.D
【详解】
A、根据C+O2CO2,可知各物质的质量比为12:32:44,故14g碳与32g氧气反应,碳有剩余,故选项说法错误;
B、炼铁的原理是利用一氧化碳把铁矿石中化合态的铁还原出来,反应物均为化合物,该反应不属于置换反应,故选项说法错误;
C、一种塑料燃烧后生成二氧化碳和水,CO2和H2O两种物质中含有碳、氢、氧三种元素,根据质量守恒定律,反应前后,元素种类不变,反应物氧气中只含有氧元素,则某化合物中一定含有碳、氢两种元素,可能含有氧元素,故选项说法错误;
D、84消毒液是一种以次氯酸钠为主的高效消毒剂,可以有效杀灭“新型冠状病毒”,故选项说法正确。
故选D。
6.B
【详解】
A、除防止金属腐蚀之外,合理开采金属矿物,回收利用废旧金属等都是保护金属资源的途径,选项错误;
B、煤、石油、天然气都属于不可再生的化石燃料,选项正确;
C、天然水经过沉降、过滤、吸附、消毒,得到的是自来水,不是纯水,选项错误;
D、目前计入空气污染指数的有害气体不包括二氧化碳,选项错误,故选B。
7.A
【详解】
A、铁生锈过程产生铁锈等新物质,属于化学变化,正确;
B、冰雪融化过程没有新物质生成,属于物理变化,错误;
C、因电压过高,灯泡烧坏,没有新物质生成,属于物理变化,错误;
D、分离液态空气,是利用氮气和氧气的沸点不同而分离,没有新物质生成,属于物理变化,错误;
故选A。
8.D
【详解】
A、煤焦油是煤干馏制成,不符合题意;
B、沼气可通过发酵制得,不属于化石燃料,不符合题意;
C、回收一个铝制易拉罐比制造一个新的要便宜20%,还可以节约金属资源和95%的能源,不符合题意;
D、氢能、太阳能、风能、核能、地热能都属于正在利用和开发的新能源,符合题意。
故选D。
9.C
【详解】
根据控制变量的原则,在探究铜生锈是否需要二氧化碳时,对照的两个实验,一个应具备铜生锈的所有条件,一个只是没有二氧化碳,铜、水、氧气都有,所以应选用实验甲和丁做对照实验,故选C。
10.C
【详解】
A、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体或者一氧化碳气体甚至是两者的混合气体,虽除去氧气,而增加了新的气体,不能用来测定空气中氧气含量,故选项实验设计不能实现其对应实验目的。
B、红磷燃烧后产生的白烟从玻璃管中逸出,反应后烧杯中的物质质量减少,不能直接用于验证质量守恒定律,故选项实验设计不能实现其对应实验目的。
C、乒乓球碎片先燃烧,滤纸片后燃烧,说明燃烧条件之一是温度要达到着火点,故选项实验设计能实现其对应实验目的。
D、第一支试管中的铁钉只能与水接触;第二支试管的铁钉只能与干燥的空气接触;一段时间后,两支试管的铁钉没有生锈;不能用于探究铁生锈条件,故选项实验设计不能实现其对应实验目的。
故选:C。
11.C
【详解】
A、铁矿石中的铁元素都是以化合态存在的,故A错误;
B、焦炭在高炉里作为提供热量的燃料,还原剂,产生的CO是碳与氧气生成二氧化碳,二氧化碳与碳反应生成的,不是不完全燃烧制得的,故B错误;
C、在高炉中冶炼出来的是生铁,不是纯铁,故C正确;
D、高炉尾气中含CO,不能直接排放,故D错误。
故选C。
12.D
【详解】
A、氢气、焦炭、一氧化碳都具有还原性,都可用作还原剂,不符合题意;
B、搪瓷、镀锌、涂油漆都能隔绝水或氧气,都能防止铁生锈,不符合题意;
C、不锈钢、青铜、生铁都属于合金,不符合题意;
D、氧化铜是黑色固体,氧化铁是红褐色固体,氧化镁是白色固体,符合题意。
故选D。
13.C
【详解】
A、常温下,铝能与氧气反应生成致密的氧化保护膜,铝制品不需要涂涂保护层来防腐蚀,错误;
B、铜的化学性质不活泼,但在潮湿的空气中仍会被腐蚀变成铜绿,错误;
C、多数合金的抗腐蚀性能比组成它们的纯金属更好,正确;
D、发生置换反应的盐要能溶于水,氯化银是不溶于水且不溶于酸的沉淀,错误。故选C。
14.B
【详解】
A、废旧电池不属于塑料,A错误;
B、废旧电池含有一些重金属离子,属于有害垃圾,B正确;
C、废旧电池不可燃,C错误;
D、废旧电池不属于金属,D错误。
故选B。
15.B
【详解】
生成固体沉淀物为碳酸钙,根据碳元素质量守恒,碳酸钙中碳元素质量=二氧化碳中碳元素质量=一氧化碳中碳元素质量,设二氧化碳质量为m,一氧化碳质量为n,10g×,m=4.4g,n=2.8g,所以铁的氧化物中氧元素质量=4.4g-2.8g=1.6g,剩余铁元素质量=5.8g-1.6g=4.2g,所以其中铁原子个数:氧原子个数= =3:4,所以该铁的氧化物化学式为Fe3O4,故选B。
16.A
【详解】
A、三氧化二铝是由两种元素组成,其中一种元素为氧元素的化合物,属于氧化物,符合题意;
B、FeCO3由三种元素组成,不属于氧化物,不符合题意;
C、Cu2S由两种元素组成,但是不含氧元素,不属于氧化物,不符合题意;
D、Ca3(PO4)2由三种元素组成,不属于氧化物,不符合题意。
故选A。
17.铝和氧气反应生成一层致密的氧化铝保护膜,阻止了内部的铝被氧化 红色物质变成黑色 一氧化碳气体是可燃性气体,所以在点燃前要先通入一氧化碳气体使装置中的空气排净,然后再加热,防止气体不纯,加热时发生爆炸 一氧化碳能毒不能直接排放到空气中,在装置的最右端放一燃着的酒精灯 把铁丝、银丝分别伸入硫酸铜溶液中时,铁丝表面析出红色固体,是因为铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,说明铁比铜活泼,银丝表面无明显现象,说明铜比银活泼,可选用Fe、CuSO4溶液、Ag 把铜丝分别伸入FeSO4溶液、AgNO3溶液中时,伸入硫酸亚铁溶液的铜丝表面无明显现象,说明铁比铜活泼,伸入硝酸银溶液中的铜丝表面析出银白色固体,说明铜比银活泼,可选用FeSO4溶液、Cu、AgNO3溶液 Fe+CuCl2=FeCl2+Cu 80%
【详解】
(1)铝耐腐蚀性能比铁好的原因是:铝和氧气反应生成一层致密的氧化铝保护膜,阻止了内部的铝被氧化;
(2)①一氧化碳和氧化铁反应生成二氧化碳和铁,现象为:红色物质变成黑色;
②由于一氧化碳气体是可燃性气体,所以在点燃前要先通入一氧化碳气体使装置中的空气排净,然后再加热,防止气体不纯,加热时发生爆炸;
③因为一氧化碳能毒不能直接排放到空气中,在装置的最右端放一燃着的酒精灯;
(3)①把铁丝、银丝分别伸入硫酸铜溶液中时,铁丝表面析出红色固体,是因为铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,说明铁比铜活泼,银丝表面无明显现象,说明铜比银活泼,可选用Fe、CuSO4溶液、Ag;
②把铜丝分别伸入FeSO4溶液、AgNO3溶液中时,伸入硫酸亚铁溶液的铜丝表面无明显现象,说明铁比铜活泼,伸入硝酸银溶液中的铜丝表面析出银白色固体,说明铜比银活泼,可选用FeSO4溶液、Cu、AgNO3溶液;
(4)铁和氯化铜反应生成氯化亚铁和铜,化学方程式为:Fe+CuCl2=FeCl2+Cu;
(5)设生成5.6g铁需要氧化铁的质量为x。
x=8g
该赤铁矿中氧化铁的质量分数为:
=80%
18.+4 A Al2O3 B AD 化学能→电能 AB
【详解】
(1)①设FeTiO3中钛的化合价为 x,铁的化合价为+2价,氧元素的化合价为-2价,根据化合物代数和为零有(+2)+x+(-2)×3=0,解得x=+4。
②依题反应物为Cl2、C、TiO2,生成物中一种可燃性无色气体为一氧化碳,根据图示可知另一种生成物为TiCl4,方程式为
③因为Mg能与N2,CO2等气体反应。所以反应Ⅱ中不能有N2,CO2等气体,因此反应Ⅱ在稀有气体中进行。
(2)①该氧化膜为氧化铝,化学式为Al2O3。
②人类冶炼和使用铝的时间较晚,可能是因为冶炼铝的技术要求高( 地壳中铝的含量约为8%(重量),是蕴藏量最高的金属)故选B。
③一个铝原子最外层有3个电子,13个铝原子最外层有39个电子,铝原子簇的最外层电子数的总和为40,因此铝原子簇的微粒符号为
④硅酸铝玻璃常用于制作手机屏幕,据此推断其可能具有的性质是透光性好和常温下不与O2反应,故选AD。
(3)①某电池放电时能量转化形式为化学能→电能。氯化锂(LiCl)溶液与碳酸钠溶液发生复分解反应生成氯化钠和碳酸锂,该反应的化学方程式为2LiCl+Na2CO3=Li2CO3↓+2NaCl 。
②由图可知手机电池在冬天不耐用的原因可能是温度越低,电压下降到3.0V时,时间越短;温度越低,会降低锂电池的化学反应速率,导致存储电量变小。故选AB。
19.B 水 氧气 B Fe +CuSO4=FeSO4+Cu b 2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2 无气泡产生 检查装置气密性 排尽装置中的空气,防止加热时发生爆炸 防止液体倒吸(或:使反应产生的CO2被B装置完全吸收) 防止空气中的CO2进入装置B 13.2 没有尾气处理装置
【详解】
(一) (1)人体缺铁会造成贫血,这里的铁是指元素;故选B
(2)双吸剂的主要成分是铁粉,其原理是铁锈蚀,在过程中吸收氧气和 水;
(3)暖宝宝的主要成分是铁粉、氯化钠等,原理也是铁锈蚀,锈蚀过程中发生缓慢氧化,故选B;
(4)西汉时期有“曾青得铁则化为铜”之说,是铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,化学方程式为Fe +CuSO4===FeSO4+Cu;
(二) (1) 铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果,盐的存在会加速锈蚀,将铁部分浸入食盐水中情况下铁制品最易生锈选b ;
(2)铁生锈的主要过程为:转化①是铁和氧气、水反应生成氢氧化亚铁,化学方程式为2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2;
(3) FeCO3和稀盐酸的反应与CaCO3相似,所以能与盐酸反应生成二氧化碳气体,在某铁锈样品中加稀盐酸,无气泡产生,证明不含FeCO3;
(三) (1)连接装置,先检查装置的气密性,再装入药品。
(2)实验时先通入CO,目的是排尽装置内的空气,防止加热时发生爆炸,反应后还要继续通CO目的是防止液体倒吸(或:使反应产生的CO2被B装置完全吸收);
(3)①通过测定装置B的质量变化,可准确求得装置A中剩余固体质量。碱石灰中的二氧化钠能与二氧化碳法宁,装置C的作用是防止空气中的CO2进入装置B;
②反应前有24.0g Fe2O3,现直接测得装置A中剩余固体质量为19.2g。则减少的氧元素的质量为4.8g,则生成二氧化碳的质量为4.8g×2÷(32÷44×100%)= 13.2g,生成的二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收,则装置B应增重13.2g。
(4)上述实验装置的一个明显缺陷是没有尾气处理装置,会导致一氧化碳逸散到空气中,污染空气。
20.Fe2O3 铝的密度比铜小或铝的资源比铜丰富(合理答案即可) 含碳量 保持铁制品表面干燥洁净 A>B>C ③⑤
【详解】
(1)①赤铁矿的主要成分是Fe2O3。②家用电线常用铜制,但在高压远距离输电中,常用铝代替铜,根据表格中的信息分析,其原因是铝的密度比铜小或铝的资源比铜丰富。③生铁和钢是常见的两种铁合金,它们的性能不同是由于含碳量不同。铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果,厨房中防止铁锅生锈的方法:保持铁制品表面干燥洁净。④在空气中,铝具有很好的抗腐蚀性,其原因是铝常温下,与氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜,使铝制品耐腐蚀,用化学方程式表示为:。
(2)金属单质与酸不反应,无现象,金属单质与酸反应有气泡产生,产生的气泡越快,则反应越剧烈,金属的活动性越强,故三种金属的活动性顺序为:A>B>C。
(3)金属活动性顺序中,排在前面的金属能将排在后面的金属从其化合物的水溶液中置换出来,且金属活动性差距越大,反应越易发生。将一定量铝、铜粉末混合物加入硝酸银溶液中,首先发生的反应是: Al+3AgNO3=Al(NO3)3+3Ag,当Al反应完以后,发生的反应是:
Cu+2AgNO3=2Ag+ Cu(NO3)2。充分反应后过滤,滤液为蓝色,则滤液中含有 Cu(NO3)2。①滤液中含有 Cu(NO3)2,则Al完全参加反应无剩余,滤渣中含有生成的Ag,可能含有Cu,向滤渣中加入稀盐酸,无气泡产生,此选项错误;②滤液中含有生成的Al(NO3)3、 Cu(NO3)2,可能含有AgNO3,向滤液中加入稀盐酸,不一定有沉淀产生,此选项错误;③由以上分析可知,滤渣中一定含有Ag,可能含有Cu,此选项正确;④滤液中一定含有Al(NO3)3、Cu(NO3)2,可能含有AgNO3,此选项错误;⑤滤液中一定含有Cu(NO3)2和Al(NO3)3,可能含AgNO3,此选项正确。故选③⑤。
21. B→D→C→E 除去CO中的CO2杂质,防止干扰对气体产物的检验 没有尾气处理装置,易污染空气 解:反应后固体减少的质量=10g 7.6g=2.4g
设该样品中氧化铁的质量为x
=
x=8g
该样品中氧化铁的质量分数=×100%=80.0%
答:该样品中氧化铁的质量分数为80.0%。
【详解】
(1)过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下反应生成水和氧气,故反应的化学方程式写为:2H2O22H2O+O2↑。
(2)①实验室制取二氧化碳的原理是碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,是固体与液体在常温条件下反应生成气体,应选择固液常温发生装置,即装置B,然后用饱和碳酸氢钠溶液除去气体中混油的氯化氢气体,再用浓硫酸除去气体的水分,二氧化碳的密度大于空气的密度,最后选择向上排空气法,即装置E来收集二氧化碳,即所选仪器的连接顺序为B→D→C→E,故填B→D→C→E。
②石灰石和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,故反应的化学方程式写为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
(3)①由图可知,装置C中的反应是一氧化碳与氧化铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳,故反应的化学方程式写为:3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
②装置A中的氢氧化钠溶液能够与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,其作用是除去CO中的CO2杂质,防止干扰对气体产物的检验,故填除去CO中的CO2杂质,防止干扰对气体产物的检验。
③该实验的末端没有尾气处理装置,尾气中残留的一氧化碳直接排放到空气中会造成空气污染,故填没有尾气处理装置,易污染空气。
④见答案。
22.Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 吸热 除去一氧化碳中的二氧化碳 在尖嘴口处放置燃着的酒精灯 Fe Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ FeO 和Fe3O4 假设48g Fe2O3全部还原成Fe3O4得到的质量为 48g×=46.4g,假设全部还原为FeO的得到质量为48g×=43.2g,因为46.4g>44.2g>43.2g,由此可推测出,最后得到的是FeO 和Fe3O4 的混合物 防止F中的液体倒吸入D装置 在装置AB间再增加一个E装置
【详解】
(1)由装置可知,在F装置内,二氧化碳与氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀和水,所以溶液变浑浊的化学反应方程式为:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O;在A装置内,在高温条件下碳与二氧化碳的反应生成了一氧化碳,此反应属于吸热反应.
(2)由于氢氧化钠能与二氧化碳反应,所以,装置B的作用是:除去一氧化碳中的二氧化碳;由于一氧化碳具有可燃性,处理尾气的方法为:在尖嘴口处放置燃着的酒精灯.
(3)[分析与结论]
①在乙中,黑色粉末全部能被磁铁吸引,能全部与盐酸反应有气泡可知,乙组的固体产物是Fe,产生气泡的化学方程式为:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑.
②在甲组中,生成物部分能被磁铁吸引,与酸反应部分溶解,无气泡,说明了没有铁,成分为:氧化亚铁和四氧化三铁.由化学式的意义可知:假设48g Fe2O3全部还原成Fe3O4得到的质量为:48g×=46.4g,假设全部还原为FeO的得到质量为:48g×=43.2g.因为46.4g>44.2g>43.2g,由此可推测出,最后得到的是FeO 和Fe3O4 的混合物.
[反思与交流]由于E中的液体会倒吸进入D装置,所以,E装置的作用是:防止F中的液体倒吸入D装置;由于B装置中的液体会倒吸进入A装置,所以,从实验安全的角度考虑,上图装置还要采取的改进措施是:在装置AB间再增加一个E装置.
故答为:(1)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O,吸热;(2)除去一氧化碳中的二氧化碳 在尖嘴口处放置燃着的酒精灯;(3)[分析与结论]①Fe,Fe+2HCl=FeCl2+H2↑;②FeO 和Fe3O4;假设48g Fe2O3全部还原成Fe3O4得到的质量为 48g×=46.4g,假设全部还原为FeO的得到质量为48g×=43.2g,因为46.4g>44.2g>43.2g,由此可推测出,最后得到的是FeO 和Fe3O4 的混合物.
[反思与交流]防止F中的液体倒吸入D装置;在装置AB间再增加一个E装置.