Question

铁是最常见的金属之一，同学们围绕铁的相关性质进行了如下实验

I．探究铁制品锈蚀的条件，进行如下实验:

步骤1:利用如图甲所示装置，将干燥的O₂从导管a通入U形管（装置气密性良好，脱脂棉起支撑作用，药品如图所示）;待U形管内充满O₂后，在导管b处连接一活塞推至底部的注射器，收集20 mL O₂后在导管a处连接胶皮管并用止水夹夹紧，如图乙所示。

 

步骤2:一段时间后，观察U形管内的铁丝，其现象如表所示。

（1）步骤1中，检查U形管内是否已充满O₂的方法是____。

（2）铁制品锈蚀的条件之一是需要O₂，在此实验中能支持此条件的证据是____。

（3）通过对比实验现象，此实验还可得出影响铁制品锈蚀的因素是____。

观察对象	现象
①干燥的普通铁丝	没有明显变化
②潮湿的普通铁丝	较多红褐色锈斑
③潮湿的纯铁丝	没有明显变化

II．在实验室中利用CO气体模拟炼铁的原理，如图所示。

 

（1）为避免装置A中玻璃管在加热时可能发生爆炸，加热前应______。

（2）装置A玻璃管中发生反应的化学方程式是____。

（3）装置B除了吸收CO₂气体外，还有____的作用

Ⅲ．“探究金属的性质”实验。将锌粉和铁粉的混合物加入到盛有一定量硝酸银溶液的烧杯中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。请你填空。

（1）若将所得滤渣放入稀盐酸中，有气泡产生，则:

①滤液里一定含有____（填化学式，下同）;

②滤渣中一定含有____，可能含有____。

（2）若反应后所得滤液呈无色，则滤渣中一定含有____（填化学式）。

（3）反应后所得滤液的溶质质量分数____（填“大于” “小于”或“等于”）原硝酸银溶液的溶质质量分数。

Answer

将带火星的木条放在b导管口,若木条复燃,则证明U形管内已充满O2 观察到注射器活塞向左移动（或注射器内O2体积减小） 水分和金属内部结构 先通一氧化碳排尽玻璃管内的空气 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 可收集CO,防止CO逸出而污染空气 Zn（NO3）2 Ag、Fe Zn Ag、Fe 小于

【解析】

I．（1）氧气可使带火星的木条复燃，因此用带火星的木条验证气体是否为氧气方法是：将带火星的木条放在b导管口,若木条复燃,则证明U形管内已充满O2；

（2）铁制品锈蚀的条件之一是需要氧气，证据是：由于氧气被消耗，内部气体变少，压强减少，活塞会被外界大气压压向左侧；

（3）①和②变量是水，②和③变量是金属的组成，所以探究水和金属组成对铁生锈的影响；

II．（1）一氧化碳具有易燃易爆的性质，所以需要排空才可以点燃；

（2）一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成二氧化碳和铁，反应的化学方程为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；

（3）由于一氧化碳具有毒性不得直接排放，因此需要进行收集，避免污染大气，一氧化碳不能与氢氧化钠反应，且不易溶于水，因此用此装置可以收集一氧化碳；

Ⅲ．（1）①金属活动性为锌＞铁＞银，所以加入金属混合物后，锌与硝酸银先发生反应，生成银和硝酸锌，因此溶质一定含有硝酸锌；

②加入盐酸后有气泡产生，说明滤渣有铁或者锌中的一种或者两种，但是加入的锌参与了反应，锌是否有剩余无法断定，因此滤渣一定存在生成的银和剩余的铁，而锌是否剩余无法明确，只能是可能存在；

（2）根据加入盐酸有气泡，而溶液呈无色，说明不含有亚铁离子，因此滤渣一定有生成的银和未反应的铁；

（3）锌与硝酸银反应生成硝酸锌和银，锌的相对原子质量小于银的相对原子质量，因此溶质质量减少，所以测定的溶质质量分数偏小。