Question

（11分）構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)是一種重要的學(xué)習(xí)方法。圖為某校化學(xué)學(xué)習(xí)小組的小陽同學(xué)繪制的鐵的化學(xué)性質(zhì)網(wǎng)絡(luò)示意圖。請分析回答下列問題：


(1)反應(yīng)①中可用    ▲  (填化學(xué)式)作還原劑；
⑵寫出高爐中發(fā)生的反應(yīng)①的化學(xué)方程
式：                ▲                     ；
寫出反應(yīng)③的化學(xué)方程式         ▲          ；
⑶反應(yīng)②導(dǎo)致每年有大量的鋼鐵銹蝕，為阻止該反應(yīng)的發(fā)生，人們常采用在鋼鐵表面涂刷油漆或鍍上其它金屬等方法。這兩種方法的共同原理是阻止鋼鐵
與      ▲            接觸；
⑷該化學(xué)學(xué)習(xí)小組為了分析生鐵中鐵的含量，進(jìn)行了如下實驗研究：取12g生鐵與10%的鹽酸反應(yīng)，并繪制了加入鹽酸質(zhì)量與放出氣體質(zhì)量的關(guān)系圖（見右下圖）。（說明：生鐵中雜質(zhì)不溶于水，不與鹽酸、硫酸銅溶液反應(yīng)。）
①鐵完全反應(yīng)用去鹽酸的質(zhì)量為    ▲   g。
②生鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？（寫出計算過程，結(jié)果保留到小數(shù)點后一位）
       ▲                                  
（5）某同學(xué)列出了如下計算式：
生鐵與鹽酸剛好反應(yīng)完全時所得溶液質(zhì)量= (146+12-a)g
小明對該計算式提出了質(zhì)疑，請指出其中的錯誤        ▲                        
                                              。
（6）小華另設(shè)計了一個實驗方案：用12g生鐵粉與20%的硫酸銅溶液反應(yīng)來分析生鐵中鐵的含量。請你畫出加入硫酸銅溶液質(zhì)量與固體質(zhì)量變化關(guān)系的曲線。

Answer 1

(1)C或H₂或CO（0.5分）

（2）        高溫
Fe₂O₃+3CO====2Fe+3CO₂
Fe+CuSO₄==FeSO₄+Cu（或Fe+CuCl₂==FeCl₂+Cu或 Fe+Cu（NO₃）₂==Fe（NO₃）₂+Cu ）
(3)空氣和水（或氧氣和水）
（4）①146（0.5分）
②（共4分
解：設(shè)與鹽酸反應(yīng)的鐵的的質(zhì)量為x。                     0.5分
Fe + 2HCl ＝ FeCl₂  +  H₂↑(1分)
56   73
x  146 g×10%="14.6" g
 
x =" 11.2g"                         0.5分
生鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=（11.2g÷12g）×100% = 93.3%           1分
答：生鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93.3%。
（5）溶液質(zhì)量不包括氫氣質(zhì)量和剩余雜質(zhì)的質(zhì)量，所以還要減去雜質(zhì)的質(zhì)量
（6）抓住起點、折點及曲線走勢給分，不需要標(biāo)注這些點，抓住起點、折點及曲線走勢評分，錯一處不給分；曲線兩段均為直線，偏差太大不給分；在起點、折點及曲線走勢沒有錯誤的情況下，畫得不到位（如只畫了前半部分，且正確）的可適當(dāng)扣分。共2分）

分析：（1）常用的還原劑有碳、一氧化碳和氫氣三種；
（2）高爐煉鐵是用一氧化碳還原氧化鐵；鐵置換銅是鐵和銅的鹽溶液反應(yīng)；
（3）鐵生銹的條件是鐵與氧氣和水同時接觸；
（4）有圖可直接看出完全反應(yīng)消耗鹽酸溶液的質(zhì)量，根據(jù)鐵和鹽酸反應(yīng)的方程式，利用鹽酸溶質(zhì)質(zhì)量可得到參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量，進(jìn)而求出生鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（5）反應(yīng)后溶液質(zhì)量=參加反應(yīng)的固體質(zhì)量+液體質(zhì)量-沉淀質(zhì)量-氣體質(zhì)量；
（6）此圖的起點容易找到，關(guān)鍵是找到拐點，即鐵和硫酸銅恰好完全反應(yīng)時消耗的硫酸銅溶液的質(zhì)量，和剩余固體的質(zhì)量．
解：（1）可以做還原劑有C或H₂或CO，所以在①處可任寫一個．
（2）高爐煉鐵是一個復(fù)雜的過程，其中主要是利用焦炭和氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來，方程式為Fe₂O₃+3CO====2Fe+3CO₂鐵和銅的鹽溶液反應(yīng)可把銅置換出來，如方程式有Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu或Fe+CuCl₂═FeCl₂+Cu或 Fe+Cu（NO₃）₂═Fe（NO₃）₂+Cu．
（3）鐵生銹的條件是鐵與氧氣和水同時接觸，所以防止鐵生銹的原理就是使鐵隔絕空氣和水（或氧氣和水）．
（4）①有圖可知鐵完全反應(yīng)時消耗的鹽酸質(zhì)量是146g．
②解：設(shè)與鹽酸反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為x．
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56   73
x     146 g×10%="14.6" g

解得：x=11.2g
生鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：
×100%=93.3%
答：生鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93.3%． 
（5）因為溶液質(zhì)量不包括氫氣質(zhì)量和剩余雜質(zhì)的質(zhì)量，所以還要減去雜質(zhì)的質(zhì)量．
（6）鐵和硫酸銅還未反應(yīng)時固體就是鐵質(zhì)量為12g，故起點應(yīng)從縱軸上12開始畫起；
然后找拐點，即鐵和硫酸銅恰好完全反應(yīng)時消耗的硫酸銅溶液質(zhì)量及固體質(zhì)量，
設(shè)鐵和硫酸銅恰好完全反應(yīng)時消耗硫酸銅溶液為y，生成銅為z
Fe+CuSO₄ ═FeSO₄ +Cu
56   160        64
11.2g  20%?y     z

y=160g

z=12.8g
12g生鐵中所含雜質(zhì)為：12g-11.2g=0.8g
所以鐵和硫酸銅恰好完全反應(yīng)時固體質(zhì)量為：12.8g+0.8g=13.6g
即拐點處橫坐標(biāo)值為160，縱坐標(biāo)值為13.6，然后把拐點和起點連起來，并且在拐點后畫一條平行于x軸的直線，就得到了所要的曲線圖．
故答案為：（1）CO；（2）Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂，F(xiàn)e+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（3）空氣和水；
（4）①146，②93.3%；
（5）溶液質(zhì)量不包括剩余雜質(zhì)的質(zhì)量，所以還要減去雜質(zhì)的質(zhì)量；
（6）
此題是綜合性較強(qiáng)的題目，包括的問題較多，涉及的知識面很廣，屬于難度較大的題目．