初中化学金属资源的保护探究题

早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应。某化学兴趣小组利用下图装置进行实验探究，请按要求填空：

（1）写出CO还原Fe₂O₃的化学方程式_____________________________。
（2）实验中盛澄清石灰水的试管中可观察到的现象是__________________。
（3）右边导气管口放置点燃的酒精灯的目的是__________________________。
（4）实验开始时要先通入CO，把装置中的空气排尽后再加热，以防发生爆炸。检验装置中的空气已排尽的方法是__________________________________。

某同学用相同的铁钉探究铁生锈与哪些因素有关，设计的实验如图。

经过一周观察：试管A和C中的铁钉无明显变化，试管B中的铁钉明显锈蚀。
（1）通过探究发现：铁生锈是铁与             共同存在时发生化学反应的过程。
（2）A中加入的蒸馏水要事先煮沸，其目的是                  ；
（3）通过探究，请你写出防止铁制品生锈的一种措施                     。

控制变量法是实验探究的重要方法。利用下图所示实验不能实现的探究目的是
 

A．甲中①②对比可探究铁的锈蚀与植物油是否有关

B．甲中①③对比可探究铁的锈蚀与水是否有关

C．乙可探究可燃物的燃烧是否需要达到一定温度

D．乙可探究可燃物的燃烧是否需要与氧气接触

某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究。
（查阅资料：①氮气不与碳、氧化铁发生反应；②氢氧化钡易溶于水，氢氧化钙微溶于水。）

（1）[提出假设]①该反应的气体产物是CO_2  ；②该反应的气体产物是CO；
③该反应的气体产物是               ；
（2）[设计方案]如图所示，将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应。
（3）[实验步骤]①按上图连接装置，并检查装置的气密性，称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀，放入48.48g的硬质玻璃管中；
②加热前，先通一段时间纯净干燥的氮气，目的是                    ；
③停止通入N₂后，夹紧弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水（足量）变浑浊；
④待反应结束，再缓缓通入一段时间氮气目的是                      ，冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体总质量为52.4g；
⑤过滤出石灰水中的沉淀，洗涤、烘干后称得质量为2.00g。
（4）[数据处理]根据实验数据分析，写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式：
                                                            ；
（5）[实验优化]A. 甲同学认为：应将澄清石灰水换成Ba（OH）₂溶液，其理由是：
①                                                      ；
②钡的相对原子质量较大，生成的沉淀质量较大，称量时误差较小；
B. 乙同学从环境保护的角度，提出一个优化方案是：                  。

某化学兴趣小组对金属的性质做了如下探究，请你填写空格：
(1)用如图所示实验探究铁生锈的条件(每支试管中均放有完全相同的洁净铁钉)：

①甲同学认为：试管A发生的现象就能够说明铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果。乙同学不同意他的观点，认为必须全面观察试管_________(填试管编号)发生的现象，并经过科学严谨的推理，才能得出上述结论。
②试管D和E实验的目的是进一步探究铁在_______的环境中是否更容易锈蚀。
③为防止金属锈蚀，除了采用覆盖保护膜等措施以外，还可以制成合金。这是因为合金与纯金属相比，其组成和内部结构发生变化，从而引起____________的变化。
(2)某同学向分别盛有等质量的铁粉和锌粒的试管中，倒入等质量、等溶质质量分数的稀硫酸，以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断两种金属的活动性强弱。有的同学认为这种方案不够合理，理由是_________________________________________________________________________。
(3)将一定质量的铁粉放入硝酸铜、硝酸锌的混合溶液中，充分反应后过滤，所得固体中一定含有的物质是________，且反应后溶液质量比反应前________(填“增大”“减小”或“不变”)。

I．地铁站里氧气含量的测定
地铁站里氧气的含量应与地面保持一致。现有一瓶从地铁站里收集到的空气样品，康康利用下图实验装置测定样品中氧气的含量。请指出测定时需要注意的事项。（至少3条）

Ⅱ，铁的冶炼
地铁的修建需要大量的钢材。康康用下图装置模拟炼铁的化学原理，请写出反应的化学方程式。为了提高CO的利用率，你将怎样改进此装置？

Ⅲ．金属材料在地铁方面的应用
在地铁修建过程中使用了大量的金属材料
（1）地铁入口处的雨篷骨架用铝合金而不用纯铁的原因是　　　　　　　　　　。
（2）钢轨用锰钢的原因是　　　　　　。
（3）出口处的广告架是金属经焊接而成的，焊条的熔点　　　　　　（填“＞”、“＝”或“＜”）组成焊条的纯属金属的熔点。
Ⅳ．金属的活动性
康康到工地了解了部分金属材料的防锈问题。技术人员告诉他，采用镀锌钢管做水管时，最好不要用铜质接头。为了探究这三种金属的活动性，康康把等表面积的铁片和锌片放入硫酸铜溶液中（如图所示）。请回答：

（4）如何判断它们是否发生了化学反应？
（5）甲试管中反应前后溶液的质量（填“增重”、“不变”或“减轻”），乙试管中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（6）上述实验不能够完全证明三种金属的活动性，需要补充的实验操作是　　　　　　　　　。
Ⅴ．郑州地铁1号线每车次运送乘客约1800人，走同样的路线，CNG公交车每车次消耗天然气akg（以甲烷计算），每辆CNG公交车运送乘客以60名计。若乘CNG公交车的乘客均改乘地铁1号线，则地铁每运行一车次，可减少二氧化碳排放多少千克？  

小明同学为了研究影响铁生锈的因素，进行了如下实验：

烧瓶号	时间/h 导管中水面上升高度/cm	0	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
A瓶	盛干燥的细铁丝	0	0	0	0	0	0	0
B瓶	盛浸过食盐水的细铁丝	0	0.4	1.2	3.4	5.6	7.6	9.8
C瓶	盛浸过清水的细铁丝	0	0	0	0.3	0.8	2.0	3.5
D瓶	盛完全浸没在食盐水中的细铁丝	0	0	0	0	0	0	0

 

请回答：
（1）以上实验中，铁生锈的速率最大的是       （填烧瓶号）。
（2）导管中水面上升的原因是                                                  。
（3）以上实验说明，影响铁生锈的因素是                                        。
（4）为了防止钢铁锈蚀，人们常采用在其面涂刷矿物油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法，这些方法的共同原理是                                                                   。

在实验室中，同学们用下面所示的装置进行实验（图中固定试管的仪器已略去）：加热一段时间后，观察到木炭粉的质量明显减少；砖红色的氧化铁粉沫下部出现了一些黑色的固体；澄清石灰水变浑浊，停止加热并冷却到室温．

（1）写出硬质大试管中发生反应的化学方程式：
                                 、                                
（2）B装置的作用是                        。
（3）C装置中澄清石灰水变浑浊，此现象说明                        。
（4）装置中气球的作用是                        。

(10分）在研究“铁生锈的条件及防治”的实验中，某兴趣小组对实验进行了创新设计，请把实验报告补充完整。
《实验目的》铁生锈条件的探究。
《实验内容》取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，进行下列实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象。

实验①                   实验②                实验③
《实验现象》实验①②无明显现象，实验③中铁丝生锈，且试管内空气体积减小。
《实验结论》铁生锈实际上是铁与空气中的      、     （填名称）发生反应的结果。
《实验思考》
（1）当铁丝足量，时间足够长，实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的     。
（2）该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和             两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
（3）用完的菜刀要擦干存放，理由是                                。
（4）铝比铁活泼，但铝难腐蚀，原因是                             。
（5）为了防止钢铁锈蚀，人们常将铁制成不锈钢，不锈钢属于__________（填“纯净物”或“混合物”）。此外还可以采用在铁器表面涂刷矿物油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法，此方法能防止锈蚀的原理是__      _        ____。
（6）媒体报道每年因生锈而浪费的钢铁非常严重，请你用方程式表达如何用稀硫酸处理铁锈（Fe₂O₃）                                        。