Question

【题目】人类文明进步与金属材料的发展关系十分密切，金属在生活生产中有着非常广泛的应用．请回答下列问题：

（一）铁的广泛应用

（1）钢铁属于 ________（填“纯净物”或“混合物”）；

（2）如图为生活中常见“暖贴”的部分标签．暖贴可以贴于身体的某个部位，自行发热，用于取暖或热敷．使用时空气进入暖贴，空气中的氧气、水蒸气与暖贴中的_____发生反应而使暖贴放热．使用后，发现暖贴内有的物质变为红色，该红色固体主要成分的化学式为______．

（二）铁化学性质的探究

将m克Zn和Fe的混合物中加入一定质量的CuCl2溶液，充分反应后过滤，将滤渣洗涤、干燥后称量．质量仍为mg，对所得滤液和滤渣有如下四种判断，以下判断正确的是______．

A.滤液可能是无色

B.滤渣中的物质可能有3种

C.滤液中一定有ZnCl2和FeCl2

D.滤渣中加稀盐酸一定有气泡产生

（三）炼铁过程的探究

（1）在化学实验室里，可以利用如图装置制得铁：

①在装置B的反应中，实验开始前应先_______（选填“通CO”或“加热”）；

②C处酒精灯的作用是__________；

③工业上，高炉炼铁的原料是赤铁矿、焦炭、空气和____；

（2）某铁矿粉，主要成分为铁的氧化物（FeXOy），一学生利用上图实验作进一步分析，过程及数据如下。（注：铁矿粉中杂质不参与下列过程中的反应）

ⅰ．取29g该铁矿粉在CO气流中充分加热，将反应后的气体用烧碱溶液充分吸收，烧碱溶液增重17.6g

ⅱ．将上述加热后的固体取出后，再向固体逐滴加入稀硫酸，测得产生气体与滴入稀硫酸的质量关系如下图：

计算该铁的氧化物化学式中，x、y的最简整数比x︰y＝______。

Answer 1

【答案】混合物 铁粉 Fe2O3 C 通CO 除去尾气中的一氧化碳，防止污染空气 石灰石 3：4

【解析】

（1）根据钢铁是铁合金进行分析解答。由多种物质组成的物质属于混合物；

（2）根据铁锈蚀的条件来分析；

（3）锌比铁活泼，铁比铜活泼，将Zn和Fe的混合物中加入一定质量的CuCl2溶液中时，锌先与氯化铜反应，若氯化铜足量，则铁再与氯化铜反应；

（4）①根据一氧化碳具有可燃性，与空气的混合气体在点燃时能发生爆炸及热的铁能与空气中氧气反应分析实验的步骤；

②根据一氧化碳有毒能污染空气分析C处的作用；

③根据高炉炼铁的原料分析；

（5）根据铁元素和氧元素的质量比解答。

（1）铁中含碳量较高时，属于生铁，含碳量较低时，属于钢，所以钢铁属于混合物；

（2）暖贴中的铁粉能与空气中的氧气、暖贴中的水发生缓慢氧化生锈，释放出热量，使用后，发现暖贴内有的物质变为红色，该红色固体主要成分的化学式为 Fe2O3；

（3）锌比铁活泼，铁比铜活泼，将Zn和Fe的混合物中加入一定质量的CuCl2溶液中时，锌先与氯化铜反应，若氯化铜足量，则铁再与氯化铜反应；A、锌、铁和氯化铜反应的化学方程式及其质量关系为：

由以上质量关系可知，锌和氯化铜反应时固体质量减小，铁和氯化铜反应时固体质量增大，充分反应后过滤，将滤渣洗涤、干燥后称量，质量仍为mg，说明锌已经完全反应，铁参加反应生成了氯化亚铁，因此滤液颜色一定不是无色的，故A错误；B、滤渣中一定含有反应生成的铜，可能含有铁，因此滤渣中的物质不可能有3种，故B错误；C、因为锌和铁都与氯化铜发生了反应，因此滤液中一定有ZnCl2和FeCl2，故C正确；D、滤渣中一定含有反应生成的铜，可能含有铁，如果没有铁，则加稀盐酸时没有气泡产生，故D错误。故选C；

（4）①由于一氧化碳具有可燃性，与空气的混合气体在点燃时能发生爆炸，实验开始前应先通CO；

②由于一氧化碳有毒能污染空气，一氧化碳在空气中点燃能生成二氧化碳，C处的作用是：除去尾气中的一氧化碳，防止污染空气；

③工业上，高炉炼铁的原料是赤铁矿、焦炭、空气和石灰石；

（5）铁矿粉在CO气流中充分加热生成铁和二氧化碳。根据“取29g该铁矿粉在CO气流中充分加热，将反应后的气体用烧碱溶液充分吸收，烧碱溶液增重17.6g”可知铁矿粉在CO气流中充分加热生成的二氧化碳质量为17.6g；

根据产生气体与滴入稀硫酸的质量关系图可知，反应生成的铁与稀硫酸反应产生的氢气质量为0.6g。设生成0.6g的氢气需要铁的质量为m

m=16.8g

设：铁的氧化物的化学式为FexOy，则有：

x：y=3：4

所以该铁的氧化物化学式中，x、y的最简整数比x：y=3：4。