13. B 人类文明进步与金属材料的发展关系十分密切,金属在生活生产中有着非常广泛的应用。请回答下列问题:
(一)铁的广泛应用
(1)钢铁属于
(2)如图甲所示为生活中常见“暖贴”的部分标签,暖贴可以贴于身体的某个部位,自行发热,用于取暖或热敷,使用时空气进入暖贴,空气中的氧气、水蒸气与暖贴中的
(二)铁的化学性质的探究
(3)向$m\ \mathrm{g}$ Zn和Fe的混合物中加入一定质量的$\mathrm{CuCl}_2$溶液,充分反应后过滤,将滤渣洗涤、干燥后称量,质量仍为$m\ \mathrm{g}$,对所得滤液和滤渣有如下四种判断,以下判断正确的是
A. 滤液可能是无色
B. 滤渣中的物质可能有3种
C. 滤液中一定有$\mathrm{ZnCl}_2$和$\mathrm{FeCl}_2$
D. 滤渣中加稀盐酸一定有气泡产生
(三)炼铁过程的探究


(4)在化学实验室里,可以利用如图乙所示装置制得铁。
①实验开始前应先
②C处酒精灯的作用是
③工业上,高炉炼铁的原料是赤铁矿、焦炭、空气和
(5)某铁矿粉的主要成分为铁的氧化物($\mathrm{Fe}_x\mathrm{O}_y$),一学生利用如图乙所示实验装置作进一步分析,过程及数据如下(注:铁矿粉中杂质不参与下列过程中的反应):
Ⅰ.取29 g该铁矿粉在CO气流中充分加热,完全反应后,将反应后的气体用澄清石灰水充分吸收,澄清石灰水增重17.6 g;
Ⅱ.将上述加热后的固体取出后,再向固体逐滴加入稀硫酸,测得产生气体与滴入稀硫酸的质量关系如图丙所示。
则该铁的氧化物的化学式中,$x$、$y$的最简整数比$x:y=$
(一)铁的广泛应用
(1)钢铁属于
混合物
(填“纯净物”或“混合物”)。(2)如图甲所示为生活中常见“暖贴”的部分标签,暖贴可以贴于身体的某个部位,自行发热,用于取暖或热敷,使用时空气进入暖贴,空气中的氧气、水蒸气与暖贴中的
铁粉
发生反应而使暖贴放热,使用后,发现暖贴内有的物质变为红棕色,该红棕色固体主要成分的化学式为$\ce{Fe_{2}O_{3}}$
。(二)铁的化学性质的探究
(3)向$m\ \mathrm{g}$ Zn和Fe的混合物中加入一定质量的$\mathrm{CuCl}_2$溶液,充分反应后过滤,将滤渣洗涤、干燥后称量,质量仍为$m\ \mathrm{g}$,对所得滤液和滤渣有如下四种判断,以下判断正确的是
C
(填字母)。A. 滤液可能是无色
B. 滤渣中的物质可能有3种
C. 滤液中一定有$\mathrm{ZnCl}_2$和$\mathrm{FeCl}_2$
D. 滤渣中加稀盐酸一定有气泡产生
(三)炼铁过程的探究
(4)在化学实验室里,可以利用如图乙所示装置制得铁。
①实验开始前应先
通CO
(填“通CO”或“加热”),目的是排出装置中的空气,防止加热时混合气体发生爆炸
。②C处酒精灯的作用是
除去尾气中的一氧化碳,防止污染空气
。③工业上,高炉炼铁的原料是赤铁矿、焦炭、空气和
石灰石
。(5)某铁矿粉的主要成分为铁的氧化物($\mathrm{Fe}_x\mathrm{O}_y$),一学生利用如图乙所示实验装置作进一步分析,过程及数据如下(注:铁矿粉中杂质不参与下列过程中的反应):
Ⅰ.取29 g该铁矿粉在CO气流中充分加热,完全反应后,将反应后的气体用澄清石灰水充分吸收,澄清石灰水增重17.6 g;
Ⅱ.将上述加热后的固体取出后,再向固体逐滴加入稀硫酸,测得产生气体与滴入稀硫酸的质量关系如图丙所示。
则该铁的氧化物的化学式中,$x$、$y$的最简整数比$x:y=$
3:4
。答案
13.(1)混合物 (2)铁粉 $\ce{Fe_{2}O_{3}}$ (3)C (4)①通CO 排出装置中的空气,防止加热时混合气体发生爆炸 ②除去尾气中的一氧化碳,防止污染空气 ③石灰石 (5)3:4
点拨:(1)铁中含碳量较高时,属于生铁,含碳量较低时,属于钢,所以钢铁属于混合物。(2)暖贴中的铁粉能与空气中的氧气、水发生缓慢氧化而释放出热量,使用后,发现暖贴内有的物质变为红棕色,该红棕色固体主要成分的化学式为$\ce{Fe_{2}O_{3}}$。(3)锌、铁和氯化铜反应的化学方程式及其质量关系为
$\ce{Zn +CuCl_{2}\xlongequal{\;\;}ZnCl_{2} +Cu}$,$\ce{Fe +CuCl_{2}\xlongequal{\;\;}FeCl_{2} +Cu}$,
65 64 56 64
由以上质量关系可知,锌和氯化铜反应时固体质量减小,铁和氯化铜反应时固体质量增大,充分反应后过滤,将滤渣洗涤、干燥后称量,质量仍为m g,说明锌已经完全反应,铁参加反应生成了氯化亚铁,因此滤液颜色一定不是无色的,故A不正确;滤渣中一定含有反应生成的铜,可能含有铁,因此滤渣中的物质不可能有3种,故B不正确;因为锌和铁都与氯化铜发生了反应,因此滤液中一定有$\ce{ZnCl_{2}}$和$\ce{FeCl_{2}}$,故C正确;滤渣中一定含有反应生成的铜,可能含有铁,如果没有铁,则加稀盐酸时没有气泡产生,故D不正确。故本题选C。(4)①由于一氧化碳具有可燃性,与空气的混合气体在点燃时能发生爆炸;热的铁能与空气中氧气反应,所以,实验开始前应先通CO;实验结束后应继续通入CO直至冷却至室温。②由于一氧化碳有毒能污染空气,所以C处酒精灯的作用是除去尾气中的一氧化碳,防止污染空气。③工业上,高炉炼铁的原料是赤铁矿、焦炭、空气和石灰石。(5)澄清石灰水增重17.6 g,说明生成了17.6 g二氧化碳,由此计算出$\ce{Fe_{x}O_{y}}$中氧元素的质量为$17.6\ \mathrm{g}×\dfrac{32}{44}×100\%×50\%=6.4\ \mathrm{g}$,根据铁与稀硫酸反应生成氢气的质量关系图,计算出$\ce{Fe_{x}O_{y}}$中铁元素的质量为16.8 g,因此该铁的氧化物的化学式中,x、y的最简整数比$x:y=\dfrac{16.8\ \mathrm{g}}{56}:\dfrac{6.4\ \mathrm{g}}{16}=3:4$。
点拨:(1)铁中含碳量较高时,属于生铁,含碳量较低时,属于钢,所以钢铁属于混合物。(2)暖贴中的铁粉能与空气中的氧气、水发生缓慢氧化而释放出热量,使用后,发现暖贴内有的物质变为红棕色,该红棕色固体主要成分的化学式为$\ce{Fe_{2}O_{3}}$。(3)锌、铁和氯化铜反应的化学方程式及其质量关系为
$\ce{Zn +CuCl_{2}\xlongequal{\;\;}ZnCl_{2} +Cu}$,$\ce{Fe +CuCl_{2}\xlongequal{\;\;}FeCl_{2} +Cu}$,
65 64 56 64
由以上质量关系可知,锌和氯化铜反应时固体质量减小,铁和氯化铜反应时固体质量增大,充分反应后过滤,将滤渣洗涤、干燥后称量,质量仍为m g,说明锌已经完全反应,铁参加反应生成了氯化亚铁,因此滤液颜色一定不是无色的,故A不正确;滤渣中一定含有反应生成的铜,可能含有铁,因此滤渣中的物质不可能有3种,故B不正确;因为锌和铁都与氯化铜发生了反应,因此滤液中一定有$\ce{ZnCl_{2}}$和$\ce{FeCl_{2}}$,故C正确;滤渣中一定含有反应生成的铜,可能含有铁,如果没有铁,则加稀盐酸时没有气泡产生,故D不正确。故本题选C。(4)①由于一氧化碳具有可燃性,与空气的混合气体在点燃时能发生爆炸;热的铁能与空气中氧气反应,所以,实验开始前应先通CO;实验结束后应继续通入CO直至冷却至室温。②由于一氧化碳有毒能污染空气,所以C处酒精灯的作用是除去尾气中的一氧化碳,防止污染空气。③工业上,高炉炼铁的原料是赤铁矿、焦炭、空气和石灰石。(5)澄清石灰水增重17.6 g,说明生成了17.6 g二氧化碳,由此计算出$\ce{Fe_{x}O_{y}}$中氧元素的质量为$17.6\ \mathrm{g}×\dfrac{32}{44}×100\%×50\%=6.4\ \mathrm{g}$,根据铁与稀硫酸反应生成氢气的质量关系图,计算出$\ce{Fe_{x}O_{y}}$中铁元素的质量为16.8 g,因此该铁的氧化物的化学式中,x、y的最简整数比$x:y=\dfrac{16.8\ \mathrm{g}}{56}:\dfrac{6.4\ \mathrm{g}}{16}=3:4$。
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