登录
13. (6分)(2023·宜昌中考改编)探秘古钱币。
(1)古币金属知多少。我国古代的钱币有多种,如金币、银币、铜币、铁币等。小民同学家里收藏有一枚古币,可以被磁铁吸引,该古币是____(填币种)。
(2)金属性质共探究。小郑同学做了下列实验：
①如图,铜片表面有黑色物质生成,该反应的化学方程式是____。
②《天工开物》记载“铁质贱甚”,写出一个由铁得到铜的化学方程式：____。
(1)古币金属知多少。我国古代的钱币有多种,如金币、银币、铜币、铁币等。小民同学家里收藏有一枚古币,可以被磁铁吸引,该古币是____(填币种)。
(2)金属性质共探究。小郑同学做了下列实验：
①如图,铜片表面有黑色物质生成,该反应的化学方程式是____。
②《天工开物》记载“铁质贱甚”,写出一个由铁得到铜的化学方程式：____。
答案
(1)铁币$ (2)①{2Cu + O_{2}\xlongequal{\Delta}2CuO} ②{Fe + CuSO_{4}=FeSO_{4} + Cu}$
14. (10分)娄底市是湖南省最大的钢铁生产基地,某钢铁厂采用赤铁矿冶炼钢铁,其主要工艺流程如下,请完成下列问题。
[查阅资料]Ⅰ.赤铁矿的主要成分是$Fe_{2}O_{3}和SiO_{2}$；Ⅱ.石灰石的主要作用是将矿石中的$SiO_{2}$转变为炉渣(主要成分是$CaSiO_{3}$)和一种氧化物。
(1)在步骤①中将固体反应物粉碎的目的是____。
(2)高炉气体中除$SO_{2}$、CO外,主要成分还有____。
(3)在步骤②生成炉渣的反应中没有化合价的改变,请写出生成炉渣的化学反应方程式：____。
(4)在步骤④中吹入氩气,使钢水循环流动,使各部分均匀混合,相当于化学实验中____(填一种仪器名称)的作用。
[查阅资料]Ⅰ.赤铁矿的主要成分是$Fe_{2}O_{3}和SiO_{2}$；Ⅱ.石灰石的主要作用是将矿石中的$SiO_{2}$转变为炉渣(主要成分是$CaSiO_{3}$)和一种氧化物。
(1)在步骤①中将固体反应物粉碎的目的是____。
(2)高炉气体中除$SO_{2}$、CO外,主要成分还有____。
(3)在步骤②生成炉渣的反应中没有化合价的改变,请写出生成炉渣的化学反应方程式：____。
(4)在步骤④中吹入氩气,使钢水循环流动,使各部分均匀混合,相当于化学实验中____(填一种仪器名称)的作用。
答案
(1)增大反应物之间的接触面积,加快反应速率 (2)氮气、二氧化碳(合理即可) (3)$${SiO_{2} + CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaSiO_{3} + CO_{2}\uparrow}$$ (4)玻璃棒
15. (12分)(2025·泉州月考)王宏同学在分组实验中组装了如图的实验装置,模拟一氧化碳还原氧化铁,并检验部分产物。
(1)图中装置C所起的作用是____,发生反应的化学方程式为____。
(2)该同学实验完成后,测得C装置中过量的澄清石灰水增重0.44g,则整个实验过程中通入装置的CO质量____(填“＞”“＜”或“=”)0.28g。
(3)下列对该实验的分析正确的是____(填序号)。
①实验开始时先点燃B处的酒精喷灯,再点燃D处的酒精灯
②A装置的作用是吸收空气中的$CO_{2}$,防止对C装置产物$CO_{2}$检验造成干扰
③实验结束需等到玻璃管内物质冷却至室温才停止通CO,可防止高温下铁粉被重新氧化
(1)图中装置C所起的作用是____,发生反应的化学方程式为____。
(2)该同学实验完成后,测得C装置中过量的澄清石灰水增重0.44g,则整个实验过程中通入装置的CO质量____(填“＞”“＜”或“=”)0.28g。
(3)下列对该实验的分析正确的是____(填序号)。
①实验开始时先点燃B处的酒精喷灯,再点燃D处的酒精灯
②A装置的作用是吸收空气中的$CO_{2}$,防止对C装置产物$CO_{2}$检验造成干扰
③实验结束需等到玻璃管内物质冷却至室温才停止通CO,可防止高温下铁粉被重新氧化
答案
(1)检验是否有二氧化碳生成 $${CO_{2} + Ca(OH)_{2}=CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$$ (2)＞ (3)②③
解析:(2)C装置中增加的质量是吸收二氧化碳的质量,即B装置反应后生成二氧化碳的质量,设生成0.44g二氧化碳恰好需要一氧化碳的质量为x,
${Fe_{2}O_{3} + 3CO\xlongequal{高温}2Fe + 3CO_{2}}$
84 132
x 0.44g
$\frac{84}{132} = \frac{x}{0.44g}$
x = 0.28g,即恰好需要一氧化碳的质量为0.28g,但是为了使硬质玻璃管中空气先被排出,需要先通入一段时间一氧化碳;另外,反应结束后,也需要继续通入一氧化碳,防止倒吸以及铁被氧化,所以实际通入一氧化碳的质量大于0.28g。
解析:(2)C装置中增加的质量是吸收二氧化碳的质量,即B装置反应后生成二氧化碳的质量,设生成0.44g二氧化碳恰好需要一氧化碳的质量为x,
${Fe_{2}O_{3} + 3CO\xlongequal{高温}2Fe + 3CO_{2}}$
84 132
x 0.44g
$\frac{84}{132} = \frac{x}{0.44g}$
x = 0.28g,即恰好需要一氧化碳的质量为0.28g,但是为了使硬质玻璃管中空气先被排出,需要先通入一段时间一氧化碳;另外,反应结束后,也需要继续通入一氧化碳,防止倒吸以及铁被氧化,所以实际通入一氧化碳的质量大于0.28g。
16. (24分)某学习小组对铁锈蚀进行探究。
【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关？
【查阅资料】①氯化钙固体可作干燥剂。②一定条件下,碳可加快铁的锈蚀,但碳本身不参加反应。③常温常压,氢气的密度是dg/mL。
【设计与实验】
实验一：定性探究铁锈蚀的因素
取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管,进行图1实验,现象如表所示。
(1)对比A、B、C试管中实验现象,说明铁锈蚀主要是与空气中的____发生化学反应。
(2)对比A、D试管中实验现象,说明铁锈蚀还与____有关。
(3)铁锈蚀后应及时除锈的原因是____。实验室中可以用稀盐酸除去铁锈,同时生成氯化铁溶液,写出反应的化学方程式：____。
实验二：定量探究铁锈蚀的因素
小组设计了图2装置,检查气密性,将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶,$t_{1}$时刻加入2mL饱和NaCl溶液后,再将一支装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上,采集数据。
(4)据图3,$t_{2}$时刻后反应并未停止温度却开始降低,原因是____。
(5)据图4,对比AB段和BC段说明____,分析$t_{3}$时刻后压强突然变大的原因是____。
实验三：测定铁锈含量
将实验二烧瓶中剩余物质过滤、洗涤、干燥,得mg固体,连接图5装置,检查气密性,加入固体与足量稀盐酸进行实验。
(6)完全反应后,常温常压下测得生成气体的体积为VmL,则该固体中铁锈质量分数的表达式为____。
(7)该实验条件下测得铁锈质量分数偏小的原因是____,解决方法是____。
【反思与评价】
(8)与实验一对比,实验二铁锈蚀明显更快的原因是____。
【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关？
【查阅资料】①氯化钙固体可作干燥剂。②一定条件下,碳可加快铁的锈蚀,但碳本身不参加反应。③常温常压,氢气的密度是dg/mL。
【设计与实验】
实验一：定性探究铁锈蚀的因素
取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管,进行图1实验,现象如表所示。
(1)对比A、B、C试管中实验现象,说明铁锈蚀主要是与空气中的____发生化学反应。
(2)对比A、D试管中实验现象,说明铁锈蚀还与____有关。
(3)铁锈蚀后应及时除锈的原因是____。实验室中可以用稀盐酸除去铁锈,同时生成氯化铁溶液,写出反应的化学方程式：____。
实验二：定量探究铁锈蚀的因素
小组设计了图2装置,检查气密性,将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶,$t_{1}$时刻加入2mL饱和NaCl溶液后,再将一支装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上,采集数据。
(4)据图3,$t_{2}$时刻后反应并未停止温度却开始降低,原因是____。
(5)据图4,对比AB段和BC段说明____,分析$t_{3}$时刻后压强突然变大的原因是____。
实验三：测定铁锈含量
将实验二烧瓶中剩余物质过滤、洗涤、干燥,得mg固体,连接图5装置,检查气密性,加入固体与足量稀盐酸进行实验。
(6)完全反应后,常温常压下测得生成气体的体积为VmL,则该固体中铁锈质量分数的表达式为____。
(7)该实验条件下测得铁锈质量分数偏小的原因是____,解决方法是____。
【反思与评价】
(8)与实验一对比,实验二铁锈蚀明显更快的原因是____。
答案
(1)水蒸气、氧气 (2)氯化钠 (3)铁锈疏松多孔,能吸附空气中的氧气和水,会加快铁的锈蚀 $${Fe_{2}O_{3} + 6HCl=2FeCl_{3} + 3H_{2}O}$$ (4)铁生锈放出的热量小于装置散失的热量 (5)加NaCl溶液前,锈蚀较慢 铁锈蚀消耗氧气,三颈烧瓶内压强减小,注射器内盐酸被吸入烧瓶,铁与盐酸反应放出氢气 (6)$$\frac{m - 2 - 28Vd}{m}$$×100% (7)氢气未干燥 在乙、丙之间加一个干燥装置 (8)使用了铁粉和加入碳粉
解析:(1)根据控制变量法,从A、B、C三个试管的实验条件可以看出,A中铁钉与氧气和水同时接触,B只与水接触,C只与氧气接触,根据一周后的现象,A铁钉表面有一层铁锈,B、C铁钉表面无明显变化,说明铁锈蚀主要是铁钉与空气中的水蒸气和氧气发生化学反应。(2)根据控制变量法,A、D两个试管中条件相同,但A中是无氧蒸馏水,D中是无氧蒸馏水配制的饱和氯化钠溶液,因此对比A、D试管中实验现象,说明铁锈蚀还与氯化钠有关。(3)铁锈疏松多孔,能吸附空气中的氧气和水,会加快铁的锈蚀,因此铁锈蚀后应及时除锈;铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水,化学方程式为$${Fe_{2}O_{3} + 6HCl=2FeCl_{3} + 3H_{2}O}$$。(4)铁生锈是缓慢氧化,释放热量,t₂时刻反应并未停止,但生锈速度减慢,因此放出的热量少,装置散失热量快,导致温度开始降低。(5)从图4中可以看出,AB段生锈慢,BC段生锈速度加快,因此对比AB段和BC段说明加NaCl溶液前,锈蚀较慢;铁锈蚀消耗氧气,三颈烧瓶内压强减小,注射器内盐酸被吸入烧瓶,铁与盐酸反应放出氢气,使瓶内的压强突然增大,因此t₃时刻后压强突然变大。(6)生成氢气的质量为VmL×d g/mL = Vd g,设铁的质量为x。
${Fe + 2HCl=FeCl_{2} + H_{2}\uparrow}$
56 2
x Vd g
$\frac{56}{2} = \frac{x}{Vd g}$$ $$x = 28Vd g$
该固体中铁锈质量分数的表达式为$$\frac{(m - 2 - 28Vd)g}{m g}$$×100% = $$\frac{m - 2 - 28Vd}{m}$$×100%。(7)该实验的原理是甲装置中生成的氢气通过乙装置后排到注射器中,从而测得生成氢气的体积,氢气未干燥,导致测得的体积偏大,则计算所得铁的质量增大,铁锈的质量减小,因此该实验条件下测得铁锈质量分数偏小的原因是氢气未干燥;解决方法是在乙、丙之间加一个干燥装置,从而减小误差。(8)与实验一对比,实验二铁锈蚀明显更快的原因是使用了铁粉和加入碳粉。
解析:(1)根据控制变量法,从A、B、C三个试管的实验条件可以看出,A中铁钉与氧气和水同时接触,B只与水接触,C只与氧气接触,根据一周后的现象,A铁钉表面有一层铁锈,B、C铁钉表面无明显变化,说明铁锈蚀主要是铁钉与空气中的水蒸气和氧气发生化学反应。(2)根据控制变量法,A、D两个试管中条件相同,但A中是无氧蒸馏水,D中是无氧蒸馏水配制的饱和氯化钠溶液,因此对比A、D试管中实验现象,说明铁锈蚀还与氯化钠有关。(3)铁锈疏松多孔,能吸附空气中的氧气和水,会加快铁的锈蚀,因此铁锈蚀后应及时除锈;铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水,化学方程式为$${Fe_{2}O_{3} + 6HCl=2FeCl_{3} + 3H_{2}O}$$。(4)铁生锈是缓慢氧化,释放热量,t₂时刻反应并未停止,但生锈速度减慢,因此放出的热量少,装置散失热量快,导致温度开始降低。(5)从图4中可以看出,AB段生锈慢,BC段生锈速度加快,因此对比AB段和BC段说明加NaCl溶液前,锈蚀较慢;铁锈蚀消耗氧气,三颈烧瓶内压强减小,注射器内盐酸被吸入烧瓶,铁与盐酸反应放出氢气,使瓶内的压强突然增大,因此t₃时刻后压强突然变大。(6)生成氢气的质量为VmL×d g/mL = Vd g,设铁的质量为x。
${Fe + 2HCl=FeCl_{2} + H_{2}\uparrow}$
56 2
x Vd g
$\frac{56}{2} = \frac{x}{Vd g}$$ $$x = 28Vd g$
该固体中铁锈质量分数的表达式为$$\frac{(m - 2 - 28Vd)g}{m g}$$×100% = $$\frac{m - 2 - 28Vd}{m}$$×100%。(7)该实验的原理是甲装置中生成的氢气通过乙装置后排到注射器中,从而测得生成氢气的体积,氢气未干燥,导致测得的体积偏大,则计算所得铁的质量增大,铁锈的质量减小,因此该实验条件下测得铁锈质量分数偏小的原因是氢气未干燥;解决方法是在乙、丙之间加一个干燥装置,从而减小误差。(8)与实验一对比,实验二铁锈蚀明显更快的原因是使用了铁粉和加入碳粉。
