Question

17．金屬及合金有廣泛的用途．
（1）鋁的化學性質活潑卻較耐腐蝕，原因是鋁能夠和空氣中的氧氣反應生成一層致密的氧化膜，阻止鋁的進一步氧化或者4Al+3O₂=2Al₂O₃，鋁在高溫條件下可以與Fe₃O₄發生置換反應，反應的化學方程式為4Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Fe+4Al₂O₃．
（2）向一定質量的AgNO₃和Fe（NO₃）₂的混合溶液中加入mgZn粉，充分反應后過濾，將濾渣洗滌、干燥后稱量．得到的固體質量仍為mg，則固體中一定含有的金屬是銀和鐵，濾液不一定（填“一定”“不一定”或“一定不”）是無色的．
（3）某同學用下列裝置完成模擬冶鐵并檢驗氣體生成物的實驗．

①該裝置必須加以改進的是尾氣處理；
②裝置B、E的作用分別是什么？B：檢驗二氧化碳是否除盡；E：檢驗是否生成了二氧化碳．
③取10g赤鐵礦，充分反應后，測得生成二氧化碳的質量為6.6g，則赤鐵礦中氧化鐵的質量分數是多少？80%．

Answer 1

分析 （1）根據鋁的性質以及耐腐蝕原理書寫分析，根據給出的物質反應信息書寫化學方程式；
（2）根據金屬的活動性順序以及所得固體的質量變化分析；
（3）根據煉鐵的注意事項分析；由于給出了生成的二氧化碳的質量，根據生成的二氧化碳的質量和對應的化學方程式求算參加反應的氧化鐵的質量，進而求算其質量分數．

解答 解：
（1）鋁的化學性質活潑卻較耐腐蝕，是由于 鋁能夠和空氣中的氧氣反應生成一層致密的氧化膜，阻止鋁的進一步氧化或者4Al+3O₂=2Al₂O₃．鋁在高溫條件下可以與Fe₃O₄發生置換反應，由于發生置換反應，所以應該是鋁置換鐵，所以得到的生成物為鐵和氧化鋁，對應的化學方程式為 4Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Fe+4Al₂O₃．
（2）向一定質量的AgNO₃和Fe（NO₃）₂的混合溶液中加入mgZn粉，鋅先和硝酸銀反應，待硝酸銀完全反應后才和硝酸亞鐵反應．充分反應后過濾，將濾渣洗滌、干燥后稱量．得到的固體質量仍為mg，
由于Zn+2AgNO₃=Zn（NO₃）₂+2Ag
       65                                  216
Zn+Fe（NO₃）₂=Zn（NO₃）₂+Fe
65                                          56
鋅和硝酸銀反應時固體質量增加，而和硝酸亞鐵反應時固體質量減少，所以既然反應前后固體質量不變，所以一定是硝酸銀完全反應，而硝酸亞鐵也參與了反應，所得固體中一定含有的金屬是 銀和鐵．根據分析只能說硝酸亞鐵參與反應，但是不一定完全反應，所以無法判斷溶液是否為無色，故濾液不一定是無色的．
（3）
①由于使用了有毒的氣體一氧化碳，所以一定要進行尾氣處理，現有裝置沒有進行尾氣處理，所以該裝置必須加以改進的是尾氣處理；
②由于實驗的目的是：完成模擬冶鐵并檢驗氣體生成物的實驗，所以要先除去二氧化碳，然后再檢驗生成二氧化碳，所以裝置A是除去二氧化碳，B檢驗二氧化碳是否除盡或者是確認二氧化碳已經除盡，E是檢驗生成了二氧化碳，所以裝置B、E的作用分別為B：檢驗二氧化碳是否除盡；E：檢驗是否生成了二氧化碳．
③設生成二氧化碳質量為6.6g，參加反應的氧化鐵的質量為x
3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3CO₂+2Fe
         160               132
           x                  6.6g
$\frac{160}{132}$=$\frac{x}{6.6g}$
x=8g
赤鐵礦中氧化鐵的質量分數為$\frac{8g}{10g}$×100%=80%．
答：赤鐵礦中氧化鐵的質量分數為80%．
故答案為：
（1）鋁能夠和空氣中的氧氣反應生成一層致密的氧化膜，阻止鋁的進一步氧化或者4Al+3O₂=2Al₂O₃；4Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Fe+4Al₂O₃．
（2）銀和鐵； 不一定．
（3）
①尾氣處理；
②B：檢驗二氧化碳是否除盡；E：檢驗是否生成了二氧化碳．
③80%．

點評 根據化學方程式計算時，第一要正確書寫化學方程式，第二要使用正確的數據，第三計算過程要完整．