Question

(14分)鋼鐵是重要的金屬材料，在生產、生活中有廣泛的用途。
（1）鋼鐵屬于______________（填“純凈物”或“混合物”）。
（2）每年世界上鋼鐵的產量很高，鋼鐵的銹蝕也給人類帶來了巨大的損失。在日常生活中，小明發現切過咸菜的菜刀更容易生銹．為了驗證該現象，小明做了下列實驗：
取兩支試管，分別放上一個相同鐵釘，在一支試管中加入___________，在另一支試管中加入等體積的___________，一周后小明觀察實驗現象，得到了與日常生活中相同的結果，他的結論是：水中溶有                            。
（3）為了防止鋼鐵銹蝕，人們常采用在其表面涂刷礦物油或鍍上其他金屬等覆蓋保護膜的方法。這些方法都能防止銹蝕的共同原理是_________________________。
（4）鐵螺絲放入足量的稀鹽酸中，觀察到鐵銹逐漸消失，該反應的化學方程式為：
                                                          ；
一段時間后，又觀察到鐵釘表面有氣泡產生，寫出產生氣泡的化學方程式：
                                                        ；
長時間反應后，溶液中有黑色顆粒沉淀，該物質是       ,把該物質從溶液中分離出來的方法是          。
（5）煉鐵廠常以焦炭、赤鐵礦（主要成分是氧化鐵）、空氣等為主要原料煉鐵，反應過程如下：

請寫出第③步反應的化學方程式：_________________________________________；
（6）金屬礦物的儲量有限，而且不能再生，所以廢鋼鐵要_____________。
（7）一同學聯想到家里銅制餐具上有一層綠色物質，認為銅在空氣中也會生銹。他們上網查閱資料，知道這種綠色物質的化學成分為Cu₂(OH)₂CO₃(銅綠)。他們從銅綠組成和空氣的成分大膽猜測，銅生銹除了與鐵生銹條件相同外，還應該有CO₂參加反應。
請寫出銅在空氣中生成銅綠的化學方程式　　　　　　 　　　　　　 。
（8）將盛有等質量、等質量分數的稀鹽酸的兩只燒杯，放在托盤天平左右兩盤上，調節至平衡，再向兩只燒杯中分別放入質量相等的鋁和鐵（提示：鋁與鹽酸反應生成氯化鋁和氫氣），待反應停止后，請判斷：
若天平仍保持平衡，燒杯中一定沒有剩余的物質是　　　；
若天平失去平衡，則指針一定偏向　　　的一側。

Answer 1

（1）混合物
（2）蒸餾水，食鹽水，食鹽時腐蝕更快。
（3）鐵與氧氣和水蒸氣隔絕
（4）Fe₂O₃+6 HCl==2FeCl₃+3H₂O；Fe+2HCl==FeCl₂+H₂↑；碳，過濾。
（5）Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO ₂
（6）回收利用
（7）2Cu+ H₂O + O ₂ + CO ₂ ==Cu₂(OH)₂CO₃
（8）HCl ；Fe。

試題分析：（1）由多種物質組成的物質屬于混合物，鋼鐵是由鐵和碳等物質組成的，故屬于屬于混合物。
（2）鐵與水和氧氣充分接觸時容易生銹，而根據題意可知，鹽溶液能夠加快鐵生銹的速率，故要想得到與日常生活中相同的結果，兩支試管中應分別加入水和食鹽水，以便能進行對比；通過實驗現象可得出結論是：水中溶有食鹽時銹蝕更快。
（3）根據鐵生銹的條件分析，在鐵表面涂油或鍍金屬能防止銹蝕的原理是，隔絕鐵與氧氣和水蒸氣的接觸，從而達到防銹的目的。
（4）鐵銹（氧化鐵）能與稀鹽酸反應生成氯化鐵和水，故反應的化學方程式為Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O；當鐵表面的鐵銹反應完之后，鐵會與稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，故反應的化學方程式為Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；由于鋼鐵是由鐵和碳等物質組成的混合物，而碳不與酸反應，且不溶于酸，故長時間反應后，溶液中有黑色顆粒沉淀，該物質是碳，把該物質從溶液中分離出來的方法是過濾。
（5）赤鐵礦(主要成分氧化鐵)和一氧化碳在高溫的條件下反應生成鐵和二氧化碳，故反應的化學方程式為Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂。
（6）金屬礦物的儲量有限，而且不能再生，所以廢鋼鐵要回收再利用。
（7）根據題意可知，銅在空氣中與氧氣、水和二氧化碳反應生成銅綠，故反應的化學方程式為2Cu+H₂O+O ₂+CO₂=Cu₂(OH)₂CO₃。
（8）若天平仍保持平衡，說明產生的氫氣的質量相同，即消耗的鹽酸的質量相同，根據反應的化學方程式可知，消耗等量鹽酸時，反應掉的鋁的質量較少，所以應該是鋁有剩余，而鐵可能完全反應，也可能有剩余，也就說明稀鹽酸完全反應了；若天平失去平衡，應該是稀鹽酸足量，金屬完全反應，由于鐵與稀鹽酸反應生成的氫氣的質量少，故指針偏向鐵的一邊。
點評：解答本題要掌握化學方程式的書寫方法、金屬生銹的條件以及金屬和金屬氧化物與酸反應等方面的知識，只有這樣才能對相關方面的問題做出正確的判斷。