Question

應用廣泛的金屬
從楚王陵中出土的鐵器中發現了迄今世界上最早的炒鋼技術，說明中國早在公元前2世紀就掌握了炒鋼技術．
炒鋼是一種冶煉技術，冶煉時先將生鐵加熱到液態或半液態，然后靠鼓風或加進精礦粉，降低生鐵的含碳量，使其成鋼．由于在冶煉中要不斷攪拌，好象炒菜一樣，因而得名．
（1）生鐵的含碳量比鋼的含碳量    （填“高”或“低”），煉得的鋼是    （填“純凈物”或“混合物”）．
（2）將生鐵加熱到液態或半液態并不斷攪拌的原因是什么？    ．
（3）向液態生鐵中鼓風（通入空氣）發生反應的化學方程式    ；向液態生鐵中加進精礦粉（以赤鐵礦為例）發生反應的化學方程式為    ．
（4）波爾多液是果樹生產上經常使用的一種農藥，它是用膽礬、生石灰和水混合制得的，在配制波爾多液時不能用鐵制容器配制，原因是（用化學方程式表示）    ；物質之所以發生化學反應，從微觀的角度看，是因為反應物的微粒間在一定條件下發生有效的相互作用，使微粒的結構發生改變，生成了新的物質．在上述反應中實際參加反應的微粒是（寫出微粒的符號，下同）    ，產生的新微粒是    ．
（5）每年世界上鋼鐵的產量很高，但鋼鐵的銹蝕也給人類帶來了巨大的損失．鐵在空氣中銹蝕，實際上是鐵跟    、    等物質相互作用的結果，其實質是    反應．工人師傅在焊接鋼鐵制品時，通常先用稀鹽酸清洗鋼鐵制品，原因是（用化學方程表示）：    ；而放置在空氣中的鋁制品卻不易被腐蝕，原因是（用化學方程式示）：    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）生鐵和鋼的主要成分是鐵，其中含有碳等物質．生鐵中含碳量較高；（2）將生鐵加熱到液態并攪拌，利于鐵水中的碳和空氣中的氧氣反應生成二氧化碳跑出，降低含碳量；（3）向液態生鐵中鼓風是用氧氣將生鐵中多余的碳氧化而除去．加進精礦粉（赤鐵礦）是用精礦粉把生鐵中多余的碳氧化而除去；（4）由于鐵與硫酸銅反應所以不能用鐵制容器盛裝波爾多液；鐵與硫酸銅反應的實質是鐵與銅離子反應生成銅和亞鐵離子；（5）鐵在空氣中銹蝕的原理是鐵與水和空氣同時反應的結果；鐵銹的主要成分是氧化鐵，氧化鐵與稀鹽酸反應生成氯化鐵和水．鋁的活動性比鐵強，但比鐵耐腐蝕，要從形成保護膜角度考慮．
解答：解；（1）根據鐵中含有的碳的質量分數的大小，把鐵的合金分為生鐵和鋼；含碳量在2%～4.3%之間的屬于生鐵，含碳量在0.03%～2%之間的屬于鋼．所以生鐵的含碳量比鋼的含碳量高，鋼是混合物；
（2）將生鐵加熱到液態或半液態并不斷攪拌可以增加反應物的接觸面積，加快反應的進行；
（3）向液態生鐵中鼓風是用氧氣將生鐵中多余的碳氧化而除去．反應物是碳和氧氣，生成物是二氧化碳，所以方程式是：C+O₂CO₂；加進精礦粉（赤鐵礦）是用精礦粉把生鐵中多余的碳氧化而除去，反應物是碳和氧化鐵，生成物是鐵和二氧化碳，用觀察法配平，所以方程式是：3C+2Fe₂O₃4Fe+3CO₂↑．
（4）反應物是鐵和硫酸銅寫在等號的左邊，生成物是銅和硫酸亞鐵寫在等號的右邊，所以方程式是：Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄；鐵與硫酸銅反應的實質是鐵與銅離子反應生成銅和亞鐵離子；
（5）鐵在空氣中銹蝕，實際上是鐵跟空氣中的氧氣、水蒸氣等物質相互作用的結果，實質是發生了化合反應，鹽酸能與鋼鐵制品表面的鐵銹（主要成分氧化鐵）反應生成氯化鐵和水，用觀察法配平，反應的化學方程式為Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O；鋁的活動性比鐵強，但鋁在空氣中卻表現出良好的抗腐蝕性，是因為鋁容易與空氣中的氧氣發生反應，會生成一層致密的氧化鋁膜覆蓋在鋁的表面，阻止反應的進行，所以具有良好的抗腐蝕性．反應物是鋁和氧氣反應生成氧化鋁，用最小公倍數法配平，所以方程式是：4Al+3O₂═2Al₂O₃；
故答案為：（1）高；混合物；（2）增加反應物的接觸面積，加快反應；（3）C+O₂CO₂；3C+2Fe₂O₃4Fe+3CO₂↑；（4）Fe和Cu²⁺；Cu和Fe²⁺；（5）Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O；4Al+3O₂=2Al₂O₃．
點評：本題難度一般，從生鐵和鋼的成分方面對比，并結合反應發生的環境，分析得出結論是解題的關鍵，掌握金屬生銹的原因、防止金屬生銹的方法、金屬的化學性質等是正確解題的關鍵．