Question

2010年上海世博會的場館建設使用了大量的金屬材料．
（1）請寫出一個工業(yè)上煉鐵的化學方程式

 

（2）世博會的場館建設使用了大量的鋼材而不是純鐵，主要是因為鋼和純鐵更具有

 

的優(yōu)良性能，產生這些不同性能的原因是

 

．
（3）如圖是上海市利用廢舊金屬制作的城市雕塑，請寫出兩種防止這些雕塑腐蝕的方法

 

．
（4）明明同學收集了三種修建世博會場館的金屬廢片，分別編號為X、Y、Z．明明把X、Y分別放入稀硫酸中，Y溶液產生氫氣，X不反應；把X和Z分別放入硝酸銀溶液中，過一會兒，在X表面有銀析出，而Z沒有變化．根據(jù)以上實驗事實，你認為X、Y、Z的金屬活動性順序為

 

．請寫出一個符合題意的X與硝酸銀反應的化學方程式為

 

．（X要用具體物質表示）．
（5）上海市某工廠利用廢鐵硫酸反應來制硫酸亞鐵．假設1t廢鐵屑（雜質不參加反應，下同）能與9.8t廢硫酸恰好反應，并得到10.78t固體剩余物．則該工廠所用廢硫酸的質量分數(shù)為多少？

Answer 1

考點：鐵的冶煉,有關溶質質量分數(shù)的簡單計算,金屬活動性順序及其應用,生鐵和鋼,金屬銹蝕的條件及其防護,根據(jù)化學反應方程式的計算

專題：溶質質量分數(shù)與化學方程式相結合的計算,金屬與金屬材料

分析：（1）依據(jù)工業(yè)煉鐵的原理是氧化鐵與一氧化碳反應書寫方程式；
（2）依據(jù)鋼的成分及物理性質的特點分析解答；
（3）依據(jù)腐蝕金屬的原因判斷防止被腐蝕的方法；
（4）根據(jù)金屬活動性順序及其運用，排在氫之前的金屬可與稀鹽酸或稀硫酸反應產生氫氣，排在前面的金屬（除鉀、鈣、鈉外）可將排在后面的金屬從其鹽溶液中置換出來．
（5）依據(jù)化學方程式的基本計算結合溶液中溶質質量分數(shù)的計算方法計算即可；

解答：解：（1）工業(yè)煉鐵的原理是氧化鐵與一氧化碳反應生成鐵與二氧化碳，其方程式為：Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂；
（2）由于鋼中含碳是鐵的合金，所以鋼的硬度比鐵要大；
（3）金屬雕像的腐蝕一般來自于酸雨，所以可以采用給金屬涂油漆或在金屬表面電鍍上一層與酸不反應的金屬保護膜以防止金屬雕像被腐蝕；
（4）根據(jù)金屬活動性順序及其運用，排在氫之前的金屬可與稀鹽酸或稀硫酸反應產生氫氣，X、Y分別放入稀硫酸中，Y溶液產生氫氣，X不反應，所以金屬活動性y＞x，排在前面的金屬（除鉀、鈣、鈉外）可將排在后面的金屬從其鹽溶液中置換出來，把X和Z分別放入硝酸銀溶液中，過一會兒，在X表面有銀析出，而Z沒有變化．所以金屬活動性y＞x，綜合可知三者的金屬活動性順序是y＞x＞z．由于銅的活動性排在氫后其活動性比銀強，所以X與硝酸銀反應的化學方程式為：Cu+2AgNO₃═Cu（NO₃）₂+2Ag．
（5）由題意知剩余固體是不能與硫酸反應的雜質，所以參與反應的鐵的質量是1t-0.78t=0.22t
設參與反應的硫酸的質量是x
  Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
  56  98
0.22t  x

56

98

=

0.22t

x

x=0.385t
則該工廠所用廢硫酸的質量分數(shù)為

0.385t

9.8t

×100%≈3.9%．
故答案為：
（1）3CO+Fe₂O₃ 

高溫  .

2Fe+3CO₂；
（2）硬度大（或抗腐蝕性能強、機械加工性能好等）；鋼中含有微量的碳，與純鐵的組成不同；
（3）噴油漆、涂油、保持干燥等；
（4）Y＞X＞Z；Cu+2AgNO₃═Cu（NO₃）₂+2Ag；
（5）解：由題意知剩余固體是不能與硫酸反應的雜質，所以參與反應的鐵的質量是1t-0.78t=0.22t
設參與反應的硫酸的質量是x
  Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
  56  98
0.22t  x

56

98

=

0.22t

x

x=0.385t
則該工廠所用廢硫酸的質量分數(shù)為

0.385t

9.8t

×100%≈3.9%．
答：該工廠所用廢硫酸的質量分數(shù)為3.9%．

點評：此題是對與金屬相關的知識的考查題，解題的關鍵是對相關基礎知識的理解與掌握，體現(xiàn)了基礎知識的重要性．