Question

11．金屬材料在國防建設中起著重要的作用，圖1為殲-15飛機在遼寧艦上起飛．

（1）鋁合金用于制造飛機的外殼，鋁合金材質的主要優(yōu)點是質輕、強度大．
（2）改裝前的遼寧艦艦身銹跡斑斑，鋼鐵的銹蝕主要是鐵與空氣中的水和氧氣共同作用的結果．工業(yè)生產中常用稀鹽酸除去鐵制品表面的鐵銹，該反應的化學方程式Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O．
（3）為了避免輪船的鋼質外殼被腐蝕，通常在輪船外殼上鑲嵌比鐵活動性強金屬．小明為探究鋅、鐵、銅三種金屬的活動性順序，設計了如圖2的兩個實驗：
①實驗一中，小明以“金屬表面產生氣泡的快慢”為標準來判斷鋅、鐵的活動性強弱，有同學認為不夠合理，理由是所用的酸不同，沒有控制變量．
②實驗二中，若出現有紅色固體析出現象，可證明鐵的活動性強于銅，
（4）遼寧艦的建造耗費了大量的鋼材．某興趣小組在實驗室用圖3所示裝置模擬煉鐵的化學原理，并測定赤鐵礦中氧化鐵的質量分數（裝置氣密性良好，反應完全且赤鐵礦中的雜質不參加反應，稱重赤鐵礦樣品的質量為wg）．
①裝置A中生成鐵的化學方程式為Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，
裝置B中發(fā)生反應的化學方程式為2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
②要測定該赤鐵礦樣品中氧化鐵的質量分數，需要測量的數據是反應后赤鐵礦樣品的質量．

Answer 1

分析 （1）根據鋁合金的性質分析；
（2）根據鋼鐵的銹蝕主要是鐵與空氣中的水和氧氣共同作用的結果，工業(yè)生產中常用稀鹽酸除去鐵制品表面的鐵銹，是氧化鐵和稀鹽酸反應生成了氯化鐵和水進行分析；
（3）①從控制變量的角度進行分析；
②若鐵的活動性強于銅，則鐵可置換出硫酸銅中的銅；
（4）①根據一氧化碳在高溫下還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳；根據二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水解答；
②由于氧化鐵與一氧化碳反應生成了鐵和二氧化碳，只要測出反應后裝置A中藥品的質量，就可計算出反應前后減少的質量，減少的質量就是氧化鐵中氧的質量，從而計算出氧化鐵的質量，進而計算出氧化鐵的質量分數；或測出反應前后裝置B增加的質量，即生成的二氧化碳的質量，根據二氧化碳的質量再計算出氧化鐵的質量，進而計算出氧化鐵的質量分數．

解答 解：（1）鋁合金材質的主要優(yōu)點是質輕、強度大；
（2）鋼鐵的銹蝕主要是鐵與空氣中的水和氧氣共同作用的結果，工業(yè)生產中常用稀鹽酸除去鐵制品表面的鐵銹，是氧化鐵和稀鹽酸反應生成了氯化鐵和水，該反應的化學方程式Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；
（3）為了避免輪船的鋼質外殼被腐蝕，通常在輪船外殼上鑲嵌比鐵活動性強金屬．小明為探究鋅、鐵、銅三種金屬的活動性順序，設計了如圖2的兩個實驗：
①實驗一中，小明以“金屬表面產生氣泡的快慢”為標準來判斷鋅、鐵的活動性強弱，由于所用的酸不同，沒有控制變量，故不夠合理；
②實驗二中，若出現有紅色固體析出現象，可證明鐵的活動性強于銅；
（4）①裝置A中，一氧化碳和氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，故生成鐵的化學方程式為Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
裝置B中氫氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，發(fā)生反應的化學方程式為2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
②要測定該赤鐵礦樣品中氧化鐵的質量分數，還需要測量反應后赤鐵礦樣品的質量，根據差值計算氧化鐵的質量，從而算出氧化鐵的質量分數．
故答案為：（1）質輕、強度大；
（2）水和氧氣，Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；
（3）①所用的酸不同，沒有控制變量；
②有紅色固體析出；
（4）①Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
②反應后赤鐵礦樣品的質量．

點評 本題難度較大，綜合性較強．掌握常見合金的優(yōu)點、鋼鐵銹蝕的原理和除銹原理以及根據實驗分析、解決問題方法是解決本題的關鍵．