Question

1．金属材料在国防建设中起着重要的作用，如图1为歼-15飞机在辽宁舰上起飞．

（1）改装钱的辽宁舰舰身锈迹斑斑，钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果，工业生产中常用稀盐酸除去铁制品表面的铁锈，该反应的化学方程式为Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O．
（2）为了避免轮船的钢质外壳被腐蚀，通常在轮船外壳上镶嵌比铁活泼性强的金属，小明为探究锌、铁、铜三种金属的活动性顺序，设计了如图2的两个实验：
①实验一中，小明以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断锌、铁的活动性强弱，有同学认为不够合理，理由是选取的酸的种类不同．
②实验二中，若出现铁丝表面出现红色物质现象，可证明铁的活动性强于铜，该反应的化学方程式为Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．
（3）辽宁舰的建造耗费了大量的钢材，某兴趣小组在实验室用如图3所示装置模拟炼铁的化学原理，并测定赤铁矿中氧化铁的质量分数（装置气密性良好，反应完全且赤铁矿中的杂质不参加反应，称重赤铁矿样品的质量为wg）
①装置B中发生反应的化学方程式为2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O．
②要测定该赤铁矿样品中氧化铁的质量分数，需要测量的数据是反应后装置B增加的质量或反应后装置A中样品减少的质量．

Answer 1

分析 （1）根据铁生锈的条件解答；铁锈的主要成分是氧化铁，它能与稀盐酸反应生成氯化铁和水；
（2）①从控制变量的角度进行分析；②若铁的活动性强于铜，则铁可置换出硫酸铜中的铜．
（3）①二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水；②由于氧化铁与一氧化碳反应生成了铁和二氧化碳，只要测出反应后还原反应器中药品的质量，就可计算出反应前后减少的质量，减少的质量就是氧化铁中氧的质量，从而计算出氧化铁的质量，进而计算出氧化铁的质量分数；或测出反应前后二氧化碳吸收瓶增加的质量，即生成的二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量再计算出氧化铁的质量，进而计算出氧化铁的质量分数．

解答 解：（1）钢铁的锈蚀，实际上是铁跟水和氧气共同作用的结果；
铁锈的主要成分是氧化铁，它能与稀盐酸反应生成氯化铁和水，反应方程式为：Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O；
（2）①从图可以看出选取的酸的种类不同，因此以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断锌、铁的活动性强弱不够合理；故答案为：选取的酸的种类不同；
②实验二中，若铁丝表面出现红色物质，溶液由蓝色变成浅绿色，可证明铁的活动性强于铜，该反应的化学方程式为Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（3）①二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，化学方程式为2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
②由于氧化铁与一氧化碳反应生成了铁和二氧化碳，只要测出反应后还原反应器中药品的质量，就可计算出反应前后减少的质量，减少的质量就是氧化铁中氧的质量，从而计算出氧化铁的质量，进而计算出氧化铁的质量分数；或测出反应前后装置B增加的质量，即生成的二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量再计算出氧化铁的质量，进而计算出氧化铁的质量分数．所以，要测定该赤铁矿样品中氧化铁的质量分数，需要测量的数据是反应后装置B增加的质量或反应后装置A中样品减少的质量．
故答案为：
（1）氧气、水蒸气，Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O；
（2）①选取的酸的种类不同；②铁丝表面出现红色物质；Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（3）①2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；②反应后装置B增加的质量或反应后装置A中样品减少的质量．

点评 本题难度不大，综合性较强．掌握常见合金、钢铁锈蚀的原理和除锈原理是解决本题的关键．