Question

【題目】金屬是現代生活和工業生產中應用極為普遍的一類材料。

（一）已知在相同的條件下，金屬的活動性越強，金屬和酸反應產生氣泡（氫氣）的速度就越快。Al、Cu、Fe三種金屬在稀鹽酸里的反應現象如圖1所示。

（1）圖1中Y所代表的金屬是_____（填“Cu”或“Fe”）；

（2）Al、Cu、Fe三種金屬的活動性由強到弱的順序為_____；

（3）鋁是一種活潑金屬，但常溫下鋁卻有較強的抗腐蝕性，其原因是_____；（用方程式表示化學原理）

（二）防止金屬腐蝕，特別是鋼鐵的銹蝕是世界科學研究和技術領域中的重大問題。鐵生銹的條件為鐵與_____、_____ 同時接觸，_____（舉一例物質）可加速鐵的銹蝕。為了防止鐵制品生銹，應采取的措施是_____（寫出一種）。

（查閱資料）鐵銹成分復雜，化學式可簡單表示為Fe2O3nH2O．濃硫酸可以吸水，堿石灰可以吸收水和二氧化碳。

（提出問題）鐵銹（Fe2O3nH2O）中n的值等于多少呢？

（問題探究）小明發現實驗室中有一保管不善的鐵粉，大部分已經結塊成紅褐色，為了探究鐵銹（Fe2O3nH2O）的組成，稱取27.0g這種鐵粉樣品，按如圖2所示裝置進行實驗。

（4）實驗前應先______。

（5）為了保證實驗安全，實驗開始時應先_____，目的是_____。

（6）A中的現象是_____，請指出該裝置中有一處明顯不足_____。

（數據處理）圖3是加熱時間和A中固體質量關系圖象，下表是B、C中質量不再變化時B中濃硫酸、C中堿石灰裝置質量變化情況。

	反應前（g）	反應后（g）
B	100	105.4
C	150	163.2

（7）寫出T3﹣T4時間段發生反應的化學方程式________。

（8）計算原樣品中單質鐵的質量分數是______。（計算結果保留1位小數）

（9）n的值是_____。

Answer 1

【答案】Cu Al、Fe 、Cu 4Al+3O2═2Al2O3 O2 H2O NaCl等（合理即可） 涂油、鍍金屬等（合理即可） 檢驗裝置氣密性 通一氧化碳 排盡空氣，防止爆炸 紅色固體變黑色 缺少尾氣處理裝置 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 20.7% 3

【解析】

（一）（1）圖1中Y所代表的金屬是Cu，這是因為銅最不活潑，不能和鹽酸反應；

（2）鋁和鹽酸反應比鐵和鹽酸反應更劇烈，因此鋁比鐵活潑，Al、Cu、Fe三種金屬的活動性由強到弱的順序為Al、Fe、Cu；

（3）鋁是一種活潑金屬，但常溫下鋁卻有較強的抗腐蝕性，其原因是通常情況下鋁能和氧氣反應生成氧化鋁保護膜，反應的化學方程式為：4Al+3O2═2Al2O3；

（二）鐵生銹的條件為鐵與水、氧氣同時接觸，食鹽水可加速鐵的銹蝕；為了防止鐵制品生銹，應采取的措施是涂漆、鍍一層金屬、制成合金等；

（4）實驗前應先檢查裝置氣密性；

（5）為了保證實驗安全，實驗開始時應先通入一會兒一氧化碳，目的是排出裝置中的空氣，防止發生爆炸；

（6）A中氧化鐵和一氧化碳反應生成鐵和二氧化碳，的現象是紅褐色固體變黑色；該裝置中有一處明顯不足，沒有處理尾氣，一氧化碳擴散到空氣中污染環境

（7）T3-T4時間段，高溫條件下氧化鐵和一氧化碳反應生成鐵和二氧化碳，發生反應的化學方程式為：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；

（8）由表中數據可知，反應生成水的質量是5.4g，生成二氧化碳質量是13.2g，

設氧化鐵質量為x，

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

160 132

x 13.2g

x=16g，

根據題意有：=，n=3；

（9）原樣品中單質鐵的質量分數是：×100%=20.7%。