Question

金属是一种非常重要的资源，在生产、生活中有着广泛的用途．

（1）人类向自然界提取量最大的金属是铁，高炉炼铁的原料是铁矿石，空气，石灰石和___

（2）如图所示，在盛水的试管中放一根洁净的铁钉，用带U形管的橡皮塞塞紧，U形管内水面处于同一高度， 数天后观察到U形管内的a侧液面____（填“上升”“下降”或“不变”），产生此现象的原因是______ ．

（3）请你提出一条防止钢铁锈蚀的合理措施_____ ．

（4）在Cu(NO₃)₂、Al(NO₃)₃和AgNO₃的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体上滴加稀盐酸时有气泡产生，则反应所得溶液中含有的金属离子有______ ，反应后溶液的质量比原混合溶液质量 ________ 填（“大”或“小”），有关反应的化学方程式为 ____ （写一个即可）．

（5）工业上可利用“铝热反应”焊接钢轨，冶炼难溶金属等，其原理是在高温下用铝将某些金属从其氧化物中置换出来，若用铝与四氧化三铁反应来制取25.2kg铁，理论上需要消耗铝的质量是多少_____？

Answer

焦炭 上升 铁钉在潮湿的环境下和水、氧气反应生锈，从而消耗了氧气，试管内气压减小，导致 a 侧液面上升 刷漆(合理即可) Al 3+、Fe 2+ 小 或者 或者 (写一个即可) 10.8kg

【解析】

（1）高炉炼铁的原料是铁矿石，空气，石灰石和焦炭，石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣，焦炭的作用是与空气中的氧气反应生成二氧化碳，提供热量，同时生成的二氧化碳与焦炭反应生成一氧化碳，一氧化碳在高温的条件下将铁矿石中的铁置换出来，故填：焦炭；

（2）铁钉在潮湿的环境下，与氧气、水反应生成铁锈，消耗了氧气，使试管内压强减小，在大气压的作用下，a测液面上升，故填：上升；铁钉在潮湿的环境下和水、氧气反应生锈，从而消耗了氧气，试管内气压减小，导致 a 侧液面上升；

（3）铁生锈的条件是铁与氧气、水接触，故防止铁生锈，可以隔绝氧气或水，如刷漆；

（4）在Cu(NO3)2、Al(NO3)3和AgNO3的混合溶液中加入一定量的铁粉，铁先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，待硝酸银完全反应后，铁再与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，铁与硝酸铝不反应，充分反应后过滤，向滤出的固体上滴加稀盐酸时有气泡产生，说明固体中含铁，铁过量，硝酸银、硝酸铜已经完全被置换，故则反应所得溶液中含有的金属离子有：Al3+、Fe 2+；

铁与硝酸银反应：，56份的铁置换出216份的银，固体质量增加，溶液质量减小，铁与硝酸铜反应：，56份的铁置换出64份铜，固体质量增加，溶液质量减小，铁与稀盐酸反应：，56份铁置换出2份氢气，溶液质量增加，但是增加量小于减小量，故反应后溶液的质量比原混合溶液质量小；

由以上分析可知，有关反应的化学方程式为：；；

【解析】
设理论上需要消耗铝的质量是 x

x = 10.8kg

答：理论上需要消耗铝的质量是10.8kg。