Question

构建知识网络是一种重要的学习方法．图为某校化学学习小组的小阳同学绘制的铁的化学性质网络示意图．请分析回答下列问题：
（1）反应①中可用______（填化学式）作还原剂；
（2）写出高炉中发生的反应①的化学方程式：______ 2Fe+3CO₂

Answer 1

【答案】分析：（1）常用的还原剂有碳、一氧化碳和氢气三种；
（2）高炉炼铁是用一氧化碳还原氧化铁；铁置换铜是铁和铜的盐溶液反应；
（3）铁生锈的条件是铁与氧气和水同时接触；
（4）有图可直接看出完全反应消耗盐酸溶液的质量，根据铁和盐酸反应的方程式，利用盐酸溶质质量可得到参加反应的铁的质量，进而求出生铁中铁的质量分数；
（5）反应后溶液质量=参加反应的固体质量+液体质量-沉淀质量-气体质量；
（6）此图的起点容易找到，关键是找到拐点，即铁和硫酸铜恰好完全反应时消耗的硫酸铜溶液的质量，和剩余固体的质量．
解答：解：（1）可以做还原剂有C或H₂或CO，所以在①处可任写一个．
（2）高炉炼铁是一个复杂的过程，其中主要是利用焦炭和氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来，方程式为Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂
铁和铜的盐溶液反应可把铜置换出来，如方程式有Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu或Fe+CuCl₂═FeCl₂+Cu或 Fe+Cu（NO₃）₂═Fe（NO₃）₂+Cu．
（3）铁生锈的条件是铁与氧气和水同时接触，所以防止铁生锈的原理就是使铁隔绝空气和水（或氧气和水）．
（4）①有图可知铁完全反应时消耗的盐酸质量是146g．
②解：设与盐酸反应的铁的质量为x．
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56   73
x     146 g×10%=14.6 g
 
解得：x=11.2g
生铁中铁的质量分数为：×100%=93.3%
答：生铁中铁的质量分数为93.3%． 
（5）因为溶液质量不包括氢气质量和剩余杂质的质量，所以还要减去杂质的质量．
（6）铁和硫酸铜还未反应时固体就是铁质量为12g，故起点应从纵轴上12开始画起；
然后找拐点，即铁和硫酸铜恰好完全反应时消耗的硫酸铜溶液质量及固体质量，
设铁和硫酸铜恰好完全反应时消耗硫酸铜溶液为y，生成铜为z
Fe+CuSO₄ ═FeSO₄ +Cu
56      160           64
11.2g   20%?y          z
      y=160g
      z=12.8g
12g生铁中所含杂质为：12g-11.2g=0.8g
所以铁和硫酸铜恰好完全反应时固体质量为：12.8g+0.8g=13.6g
即拐点处横坐标值为160，纵坐标值为13.6，然后把拐点和起点连起来，并且在拐点后画一条平行于x轴的直线，就得到了所要的曲线图．
故答案为：（1）CO；（2）Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂，Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（3）空气和水；
（4）①146，②93.3%；
（5）溶液质量不包括剩余杂质的质量，所以还要减去杂质的质量；
（6）
点评：此题是综合性较强的题目，包括的问题较多，涉及的知识面很广，属于难度较大的题目．