Question

17．河南铁路以郑州为中心．从“十”字形向“米”字形生根、发芽．郑开、郑焦城际铁路相继开通运营，郑合高铁也于2015年12月24日在周口开工．修建铁路需用大量钢铁，下图是高炉炼铁通过焦炭、赤铁矿石（主要含Fe₂O₃）、空气等发生如下反应：

请回答：
（1）其中，焦炭的作用是提供热量、产生具有还原性的气体一氧化碳．反应②的化学方程式是C+CO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO．反应③的化学方程式是Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（2）世界上每年因锈蚀而报废的金属占年产量的20%～40%，防止金属腐蚀已成为科学研究的重大问题．下列有关描述错误的是A
A铝制品比铁制品耐腐蚀，是因为铝的活动性没有铁强
B防止金属腐蚀是保护金属资源的一种有效途径
C同样的铁路轨迹，在海口要比郑州更易腐蚀
D刷漆、涂油可以防止金属制品锈蚀
（3）铁轨常用锰钢而不用纯铁的原因是什么锰钢的强度大
（4）某化学兴趣做了如下实验，向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，加入一定量的铁粉，反应停止后过滤，得到滤渣和滤液，向滤渣中添加稀酸盐，有气泡产生，则滤渣中一定含有的金属是铁、铜、银：反应后溶液的质量比原混合溶液的质量减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（5）用含杂质的铁10g（杂质不用于水，也不参与反应）与100g稀硫酸恰好完全反应，反应后溶液的总质量为109.7g，试计算样品中铁的质量．

Answer 1

分析 根据炼铁的原理、各物质的作用、化学方程式的书写方法、保护金属资源的措施、金属与盐溶液的反应进行分析解答，根据题干的数据结合化学方程式进行计算．

解答 解：（1）炼铁的过程中，焦炭的作用是燃烧提供热量、产生具有还原性的气体一氧化碳．反应②是碳和二氧化碳高温反应生成一氧化碳，其化学方程式是 C+CO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO．反应③是一氧化碳和氧化铁高温反应生成铁和二氧化碳，其化学方程式是Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．故填：提供热量、产生具有还原性的气体一氧化碳；C+CO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO；Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（2）A、铝制品比铁制品耐腐蚀，是因为铝表面易被氧气氧化生成致密的氧化铝保护膜，错误；
B、防止金属腐蚀是保护金属资源的一种有效途径，正确；
C、同样的铁路轨迹，在海口与水接触充分，要比郑州更易腐蚀，正确；
D、刷漆、涂油能使铁与水和氧气隔绝，可以防止金属制品锈蚀，正确；
故选A；
（3）铁轨常用锰钢而不用纯铁，是因为锰钢的强度比纯铁大，故填：锰钢的强度大；
（4）向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，加入一定量的铁粉，铁能与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，铁能与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，反应停止后过滤，得到滤渣和滤液，向滤渣中添加稀酸盐，有气泡产生，说明一定含有铁，故一定含有铜和银，由于置换出的铜和银的质量大于参加反应的铁的质量，故反应后溶液的质量比原混合溶液的质量减小，故填：铁、铜、银；减小；
（5）．生成的氢气的质量为：10g+100g-109.7g=0.3g，设铁的质量为x
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56                      2
x                       0.3g
$\frac{56}{2}=\frac{x}{0.3g}$
 x=8.4g
答：样品中铁的质量为8.4g．

点评 本题考查的是炼铁的原理、金属活动性顺序的应用以及根据化学方程式的计算，完成此题，可以依据已有的知识进行．