Question

环境、能源、材料与人类的生活和社会经济发展密切相关。请回答:

Ⅰ.煤、石油等化石燃料的综合利用既节约了能源，又减少了污染。

（1）煤的干馏属于______________________变化， 干馏获得的焦炭可用于高炉炼铁，高炉内用赤铁矿炼铁反应的化学反应方程式____________________。

（2）煤的气化过程中，碳与水蒸气生成两种气体燃料，其中一种是单质，该单质是___________________。

Ⅱ金属材料、无机非金属材料以各自的特点满足着人类多方面的需要。

（1）一些地区采用太阳能电池供电。生产太阳能电池需要纯硅。工业上由粗硅生产纯硅的工艺流程如图所示:

①上述步骤中属于物理变化的是步骤_____________________。

②步骤Ⅲ发生了置换反应，写出反应的化学方程式: ____________________。

③与太阳能电池能量转化不同，火力发电是将化石燃料燃烧产生的____________________能转化为电能。

（2）考古工作者发现铁质的出土文物往往锈蚀严重，铁生锈的条件是_____________________。

（3）沪通高铁预计在2020年通车,制造铁轨的材料是合金铝钢，主要原因是合金钢具有____________________ (要求回答一点)的优越性能:

（4）某同学在实验室进行了两个有关金属性质的实验:

实验一:硫酸铝溶液和铁粉混合

实验二:硫酸铜溶液与铁粉混合

在上述两个实验结束后，该同学将实验一和实验二的物质全部倒入同一烧杯中，发现烧杯内红色固体明显增多，原因是______________________(用文字说明)。一段时间后过滤，向滤渣中滴加盐酸，结果没有气泡产生。那么，滤液中所含金属离子的情况可能是______________________(填数字序号)

①A1³⁺        ②A1³⁺、Fe²⁺        ③A1³⁺、Fe³⁺        ④Fe²⁺、Cu²⁺       ⑤A1³⁺、 Fe²⁺、Cu²⁺

Answer

化学 氢气(或H2) Ⅱ 热 同时跟水和氧气接触 硬度大(强度高等) 实验一中未发生反应的铁粉与实验二中过量的硫酸铜溶液继续反应 ②⑤

【解析】

Ⅰ、（1）煤的干馏有新物质焦炭、煤焦油等生成，属于化学变化；一氧化碳和氧化铁在高温条件下发生反应生成铁和二氧化碳，其反应的化学方程式为：；

（2）碳与水在高温下反应生成一氧化碳和氢气，其中氢气是单质；

Ⅱ、（1）①物理变化是没有新物质生成的变化，所以属于物理变化的是步骤Ⅱ；

②四氯化硅和氢气在加热的条件下反应生成硅和氯化氢，化学方程式为：；

③化石燃料燃烧会产生热量，所以火力发电是将化石燃料燃烧产生的热能转化为电能；

（2）铁在与氧气、水共存时会发生锈蚀；

（3）合金钢的主要成分是铁、锰、碳，其韧性好，硬度大，纯铁硬度小且脆；

（4）在金属活动性顺序中，铁排在铝后面，排在铜前面，所以实验Ⅰ中硫酸铝溶液和铁粉不反应；实验Ⅱ中铁能置换出硫酸铜中的铜，同时生成硫酸亚铁；将实验Ⅰ和Ⅱ的物质全部倒入同一个烧杯中，发现烧杯内的红色固体明显增多，这是因为实验Ⅱ中硫酸铜溶液有剩余，而实验Ⅰ中的铁粉又能与实验Ⅱ中剩余的硫酸铜发生置换反应生成铜和硫酸亚铁，反应的化学方程式是：Fe+CuSO=FeSO4+Cu；一段时间后过滤，向滤渣中滴加盐酸，结果没有气泡产生，说明铁粉已经完全反应，滤渣为铜，滤液中一定含有硫酸铝、硫酸亚铁，可能含有硫酸铜，即滤液中含有的金属离子有一下几种可能：铝离子、亚铁离子；铝离子、亚铁离子和铜离子。