Question

5．能源、資源、環(huán)境與人類的生活和社會(huì)的發(fā)展密切相關(guān)．
（1）石油、煤、天然氣合稱為三大化石燃料．
①煤燃燒時(shí)排放出SO₂、NO₂等污染物，這些氣體或氣體在空氣中發(fā)生反應(yīng)后的生成物溶于雨水會(huì)形成酸雨．
②2014年青奧會(huì)在南京舉行，為了控制汽車尾氣給空氣造成的污染，我市在燃料的使用和管理等方面采取了一些有效措施，如節(jié)能環(huán)保車的使用，這也是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)．

圖2是我國(guó)自行研制的氫動(dòng)力概念跑車．汽車最理想的清潔燃料是氫氣，但氫動(dòng)力汽車目前還不能普及的原因是氫氣制取成本高或貯存困難（只需寫(xiě)出一點(diǎn)）．
（2）水是地球上最普通、最常見(jiàn)的物質(zhì)之一．
①自來(lái)水廠凈化水的步驟一般有加絮凝劑、沉淀、過(guò)濾、活性炭吸附、消毒劑消毒等步驟．檢驗(yàn)自來(lái)水是否為硬水常用的物質(zhì)是肥皂水．生活中通過(guò)煮沸的方法可以降低水的硬度．實(shí)驗(yàn)室配制氯化鈉溶液應(yīng)該用蒸餾水（填“自來(lái)水”或“蒸餾水”）．
②從社會(huì)角度看：2014年3月22-28日是第二十七屆“中國(guó)水周”．活動(dòng)的宣傳主題為“節(jié)約保護(hù)水資源，大力建設(shè)生態(tài)文明”．下列做法符合宣傳主題的是AB．
A．富含氮、磷的生活污水不能排放到河中  　　B．農(nóng)業(yè)澆灌推廣使用噴灌、滴灌技術(shù)
C．不間斷地放水洗衣服     D．工業(yè)污水直接壓入地下
③新型自來(lái)水凈水劑ClO₂可由如下反應(yīng)制�。篊l₂+2X═2NaCl+2ClO₂，X的化學(xué)式為NaClO₂．
（3）人類每年都要從大自然中提取大量的金屬，用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域．
鋁、鐵、銅是人類廣泛使用的三種金屬，與我們生活息息相關(guān)．
①用下列試劑驗(yàn)證這三種金屬的活動(dòng)性順序，能達(dá)到目的是B（填序號(hào)）．
A．硫酸鋁溶液     B．硫酸亞鐵溶液      C．硫酸銅溶液
②某工廠的廢液中含有硝酸銀和硝酸銅，為回收資源和防止污染，向廢液中加入一定量的鐵粉，反應(yīng)停止后過(guò)濾，向?yàn)V渣中加入稀鹽酸，無(wú)氣體產(chǎn)生．
下列說(shuō)法正確的是A（選填字母）．
A．濾渣中一定含有銀，可能含有銅
B．濾渣中一定含有銀和銅，一定沒(méi)有鐵
C．濾液中一定含有硝酸亞鐵，一定沒(méi)有硝酸銀
D．濾液中一定含有硝酸亞鐵，一定沒(méi)有硝酸銅
③常溫下沒(méi)有氧氣存在時(shí)，鐵與水幾乎不反應(yīng)，但高溫下，鐵與水蒸氣能反應(yīng)生成一種常見(jiàn)鐵的氧化物和一種氣體．小明很好奇，設(shè)計(jì)如圖3實(shí)驗(yàn)探究鐵粉與水蒸氣反應(yīng)后的產(chǎn)物．
a．試管尾部放一團(tuán)濕棉花的目的是提供水蒸氣．
b．探究生成的氣體是什么？
用燃著的木條靠近肥皂泡，有爆鳴聲，稍后有肥皂泡飄到空中．說(shuō)明生成的氣體是H₂．
c．探究試管中剩余固體成分是什么？
【查閱資料】

常見(jiàn)鐵的氧化物	FeO	Fe2O3	Fe3O4
顏色、狀態(tài)	黑色粉末	紅棕色粉末	黑色晶體
能否被磁鐵吸引	否	否	能

【初步驗(yàn)證】試管中剩余固體為黑色，能全部被磁鐵吸引．
【猜想與假設(shè)】猜想一：剩余固體是Fe與Fe₃O₄；猜想二：剩余固體是Fe₃O₄．
【實(shí)驗(yàn)探究】

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】鐵和水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
【反思與交流】該黑色固體不可能是Fe₂O₃，理由是Fe₂O₃紅棕色粉末且不能被磁鐵吸引．
④某興趣小組對(duì)生銹廢鐵鍋中鐵的含量進(jìn)行了測(cè)定．生銹的鐵鍋中除Fe、Fe₂O₃外，還含有碳、硅、錳等元素（除Fe、Fe₂O₃以外的物質(zhì)都不與稀硫酸反應(yīng)）．興趣小組的同學(xué)稱取33g廢鐵鍋片放入特制容器中，緩慢加入39.2%的稀硫酸，直到反應(yīng)完全（假設(shè)硫酸先與表面的鐵銹發(fā)生反應(yīng)），實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖4所示．所得溶液中所含溶質(zhì)的化學(xué)式為Fe₂（SO₄）₃、FeSO₄，計(jì)算溶液中硫酸鐵的質(zhì)量．（要求寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）

Answer 1

分析 （1）煤燃燒時(shí)排放出二氧化硫、二氧化氮這些氣體或氣體在空氣中發(fā)生反應(yīng)后的生成物溶于雨水，會(huì)形成酸雨進(jìn)行解答；根據(jù)氫氣的性質(zhì)及不能普及的原因分析回答．
（2）①根據(jù)軟化硬水的方法解答；②根據(jù)防止水污染解答；③根據(jù)質(zhì)量守恒定律推斷化學(xué)式；
（3）①要驗(yàn)證金屬活動(dòng)性順序，可以依據(jù)金屬的性質(zhì)進(jìn)行；
②鐵和硝酸銀反應(yīng)生成硝酸亞鐵和銀，和硝酸銅反應(yīng)生成硝酸亞鐵和銅；
③實(shí)驗(yàn)探究鐵粉與水蒸氣反應(yīng)，當(dāng)然需要H₂O作為反應(yīng)物；有爆鳴聲、密度小，說(shuō)明是H₂；能被磁鐵吸引的只有Fe與Fe₃O₄，則猜想一Fe與Fe₃O₄；又不可能只有Fe沒(méi)有其他反應(yīng)產(chǎn)物，猜想二是Fe₃O₄；驗(yàn)證猜想一與猜想二，關(guān)鍵是否含有Fe．根據(jù)“高溫下，鐵與水蒸氣能反應(yīng)生成一種常見(jiàn)鐵的氧化物和一種氣體”和猜想，書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；熟記常用物質(zhì)的性質(zhì)：如Fe₂O₃紅棕色粉末．
④鐵銹的主要成分為氧化鐵，氧化鐵和鐵都能和稀硫酸反應(yīng)，鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵，而氧化鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵；分析圖中坐標(biāo)系可以知道氧化鐵消耗稀硫酸的質(zhì)量為18.75g，通過(guò)產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量可以計(jì)算出鐵消耗硫酸的質(zhì)量，據(jù)此計(jì)算實(shí)驗(yàn)用去硫酸的質(zhì)量．

解答 解：（1）①煤燃燒時(shí)排放出二氧化硫、二氧化氮這些氣體或氣體在空氣中發(fā)生反應(yīng)后的生成物溶于雨水，會(huì)形成酸雨；
②汽車最理想的清潔燃料是氫氣，氫氣在空氣中燃燒的化學(xué)方程式為 2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2H₂O，但氫動(dòng)力汽車目前還不能普及的原因是制取成本高或貯存困難．
（2）①長(zhǎng)期使用硬水，會(huì)給生活和生產(chǎn)帶來(lái)許多麻煩．區(qū)別硬水和軟水的常用試劑是肥皂水，遇肥皂水產(chǎn)生的泡沫少的是硬水，遇肥皂水產(chǎn)生的泡沫多的是軟水，將硬水軟化可采用煮沸的方法．
②富含氮、磷的生活污水不能排放到河中、農(nóng)業(yè)澆灌推廣使用噴灌、滴灌技術(shù)都能節(jié)約用水，保護(hù)生態(tài)．
③根據(jù)質(zhì)量守恒定律，可推測(cè)Cl₂+2X═2NaCl+2ClO₂中X的化學(xué)式為NaClO₂；
（3）①A、鐵和銅都不與硫酸鋁溶液反應(yīng)，說(shuō)明鐵和銅都排在鋁的后面，但是不能說(shuō)明鐵和銅的順序，故A錯(cuò)誤；B、鋁能與硫酸亞鐵反應(yīng)，說(shuō)明鋁在鐵的前面，銅不與硫酸亞鐵反應(yīng)，說(shuō)明鐵在銅的前面，能證明鋁、鐵、銅的順序，故B正確；C、鋁和鐵都能與硫酸銅溶液反應(yīng)，說(shuō)明鋁和鐵在銅的前面，但是不能說(shuō)明鋁和鐵的順序，故C錯(cuò)誤；
故選：B；
②向廢液中加入一定量的鐵粉時(shí)，鐵先和硝酸銀反應(yīng)，硝酸銀完全反應(yīng)后，鐵再和硝酸銅反應(yīng)，向?yàn)V渣中加入稀鹽酸，無(wú)氣體產(chǎn)生，說(shuō)明濾渣中不含有鐵，
A．濾渣中一定含有銀，如果鐵和硝酸銀反應(yīng)后剩余，則含有銅，如果鐵沒(méi)有剩余，則不含有銅，該選項(xiàng)說(shuō)法正確；
B．濾渣中一定含有銀，不一定含有銅，該選項(xiàng)說(shuō)法不正確；
C．濾液中一定含有硝酸亞鐵，如果鐵不足以和硝酸銀完全反應(yīng)，則濾液中含有硝酸銀，該選項(xiàng)說(shuō)法不正確；
D．濾液中一定含有硝酸亞鐵，如果鐵不足以和硝酸銅完全反應(yīng)，則濾液中含有硝酸銅，該選項(xiàng)說(shuō)法不正確．故選A．
③a、根據(jù)圖和“高溫下，鐵與水蒸氣能反應(yīng)”，可知試管尾部放一團(tuán)濕棉花的目的是提供水蒸氣．
b、用燃著的木條靠近肥皂泡，有爆鳴聲，稍后有肥皂泡飄到空中．說(shuō)明生成的氣體具有可燃性、密度小于空氣，再根據(jù)反應(yīng)物為“鐵與水蒸氣”，則是 H₂．
c、【猜想與假設(shè)】能被磁鐵吸引的只有Fe與Fe₃O₄，則猜想一Fe與Fe₃O₄；又不可能只有Fe沒(méi)有其他反應(yīng)產(chǎn)物，猜想二是Fe₃O₄；驗(yàn)證猜想一與猜想二，關(guān)鍵是否含有Fe．
【實(shí)驗(yàn)探究】根據(jù)鐵與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體，進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論
取少量黑色固體于試管中，加入足量的稀鹽酸	若固體全部溶解，沒(méi)有氣泡冒出，則猜想二正確． 若固體全部溶解，有氣泡冒出，則猜想一正確．

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】根據(jù)“高溫下，鐵與水蒸氣能反應(yīng)生成一種常見(jiàn)鐵的氧化物和一種氣體”和猜想，則鐵和水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為 3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
【反思與交流】該黑色固體不可能是Fe₂O₃；Fe₂O₃紅棕色粉末且不能被磁鐵吸引；
④鐵銹的主要成分為氧化鐵，氧化鐵和鐵都能和稀硫酸反應(yīng)，鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵，而氧化鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵；
解：設(shè)生成Fe₂（SO₄）₃的質(zhì)量為x
Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O
3×98          400
18.75g×39.2%   x
$\frac{3×98}{400}=\frac{18.75g×39.2%}{x}$
x=10g
答：溶液中硫酸鐵的質(zhì)量為10g．
故答案為：
（1）①SO₂、NO₂②氫氣制取成本高或貯存困難
（2）①過(guò)濾   肥皂水    煮沸   蒸餾水  ②AB   ③NaClO₂，
（3）①B    ②A   ③a．提供水蒸氣；  b．H₂；  c．【猜想與假設(shè)】Fe₃O₄
【實(shí)驗(yàn)探究】

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論
取少量黑色固體于試管中，加入足量的稀鹽酸	若固體全部溶解，沒(méi)有氣泡冒出，剩余固體是Fe3O4． 若固體全部溶解，有氣泡冒出，剩余固體是Fe與Fe3O4

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；【反思與交流】Fe₂O₃紅棕色粉末且不能被磁鐵吸引
④Fe₂（SO₄）₃、FeSO₄
解：設(shè)生成Fe₂（SO₄）₃的質(zhì)量為x
Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O
3×98       400
18.75g×39.2%   x$\frac{3×98}{400}=\frac{18.75g×39.2%}{x}$
x=10g
答：溶液中硫酸鐵的質(zhì)量為10g．

點(diǎn)評(píng) 要想解答好這類題目，首先，要理解和熟記根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算步驟和格式，以及與之相關(guān)的知識(shí)等．然后，根據(jù)所給的問(wèn)題情景，結(jié)合所學(xué)的相關(guān)知識(shí)和技能，細(xì)致地分析題意，并細(xì)心地探究、推理后，按照題目要求進(jìn)行認(rèn)真地選擇或解答即可．