Question

2014年12月28如，鄭州地鐵1號(hào)線投入試運(yùn)營(yíng)，不但緩解了市內(nèi)交通壓力，也改善了我市空氣質(zhì)量．
Ⅰ．地鐵站里氧氣含量的測(cè)定
地鐵站里氧氣的含量應(yīng)與地面保持一致．現(xiàn)有一瓶從地鐵站里收集到的空氣樣品，康康利用圖1實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定樣品中氧氣的含量．請(qǐng)指出測(cè)定時(shí)需要注意的事項(xiàng)．（至少3條）
Ⅱ．鐵的冶煉
地鐵的修建需要大量地鋼材，康康用圖2裝置模擬煉鐵的化學(xué)原理，請(qǐng)寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式．為了提高CO的利用率，你將怎樣改進(jìn)此裝置？
Ⅲ．金屬材料在地鐵方面的應(yīng)用
在地鐵修建過(guò)程中使用了大量的金屬材料
（1）地鐵入口處的雨篷骨架用鋁合金而不用純鐵的原因是

 

．
（2）鋼軌用錳鋼的原因是

 

．
（3）出口處的廣告架是金屬經(jīng)焊接而成的，焊條的熔點(diǎn)

 

（填“＞”、“=”或“＜”）組成焊條的純屬金屬的熔點(diǎn)．
Ⅳ．金屬的活動(dòng)性
康康到工地了解了部分金屬材料的防銹問(wèn)題．技術(shù)人員告訴他，采用鍍鋅鋼管做水管時(shí)，最好不要用銅制接頭．為了探究這三種金屬的活動(dòng)性，康康把等表面積的鐵片和鋅片放入硫酸銅溶液中（如圖3所示）．請(qǐng)回答：
（4）如何判斷，它們是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)？
（5）甲試管中反應(yīng)前后溶液的質(zhì)量

 

（填“增重”、“不變”或“減輕”），乙試管中反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（6）上述實(shí)驗(yàn)不能夠完全證明三種金屬的活動(dòng)性，需要補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)操作是

 

．
Ⅴ．鄭州地鐵1號(hào)線每車(chē)次運(yùn)送乘客約1800人，走同樣的路線，CNG公交車(chē)每車(chē)次消耗天然氣a kg（以甲烷計(jì)算），每輛CNG公交車(chē)運(yùn)送乘客以60名計(jì)．若乘CNG公交車(chē)的乘客均改乘地鐵1號(hào)線，則地鐵每運(yùn)行一次車(chē)，可減少二氧化碳排放多少千克？

Answer 1

考點(diǎn)：空氣組成的測(cè)定,金屬活動(dòng)性的探究,合金與合金的性質(zhì),鐵的冶煉,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算

專(zhuān)題：有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算,空氣與水,金屬與金屬材料

分析：Ⅰ．根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)分析；
Ⅱ．根據(jù)一氧化碳具有還原性、寫(xiě)出化學(xué)和方程式，根據(jù)節(jié)約的原則解答；
Ⅲ．
（1）根據(jù)鋁的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，能和氧氣反應(yīng)生成一層致密而堅(jiān)硬的氧化物保護(hù)膜；
（2）根據(jù)錳鋼的特性解答；
（3）根據(jù)合金的性質(zhì)解答；
Ⅳ．
（4）在金屬活動(dòng)性順序中，位置在前的金屬能將位于其后的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)；
（5）根據(jù)已有的知識(shí)進(jìn)行分析，在金屬活動(dòng)性順序中，氫前的金屬能與酸反應(yīng)生成氫氣，使溶液的質(zhì)量增加，位置在前的金屬能將位于其后的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)，溶液質(zhì)量的改變?nèi)�決于參加反應(yīng)的金屬和生成的金屬的質(zhì)量差．
（6）根據(jù)三種金屬的活動(dòng)性解答；
Ⅴ．根據(jù)題中信息解答．

解答：解：
Ⅰ．為保證本實(shí)驗(yàn)成功需要注意的事項(xiàng)有：裝置的氣密性要好；紅磷要足量；必須冷卻到室溫再讀數(shù)等，故答案為：裝置的氣密性要好；紅磷要足量；
Ⅱ．一氧化碳能夠還原氧化鐵，反應(yīng)的方程式是：3CO+Fe₂O₃

高溫  .

 3CO₂+2Fe；為了提高CO的利用率，
可以將尾氣用軟管重新通入玻璃管中與氧化鐵反應(yīng)；
Ⅲ．
（1）鋁表面有一層致密的氧化膜，可保護(hù)鋁不再進(jìn)一步氧化，并且密度比較��；
（2）鋼軌用錳鋼的原因是錳鋼的硬度大、韌性好；
（3）合金石硬度大，熔點(diǎn)比組成它的各成分的熔點(diǎn)低；
Ⅳ．
（4）鐵鋅比銅活潑，能夠把銅從其鹽溶液中置換出來(lái)，判斷它們是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)可以觀察鋅片和鐵片表面是否有紫紅色固體析出；
（5）甲中是Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu，每65份質(zhì)量的鋅進(jìn)入溶液，置換出64份質(zhì)量的銅，故反應(yīng)前后溶液的質(zhì)量增重，乙試管中反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（6）鐵鋅比銅活潑，能夠把銅從其鹽溶液中置換出來(lái)，但無(wú)實(shí)驗(yàn)證明鐵鋅的活潑性，故需要補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)操作是把鋅片放入硫酸亞鐵溶液中，觀察現(xiàn)象；
Ⅴ．解：設(shè)地鐵每運(yùn)行一車(chē)次可減排二氧化碳的質(zhì)量為x．消耗天然氣的質(zhì)量為

1800

60

aKg=30aKg
CH₄+2O₂

點(diǎn)燃  .

CO₂+2H₂O   （2分）
16            44
 30a kg      x

   

16

44

=

30aKg

x

 
x=82.5a  kg
答案：
I．裝置氣密性好；紅磷要足量；點(diǎn)燃紅磷后立即塞緊瓶塞；彈簧夾夾緊橡膠管；紅磷熄滅并冷卻后再打開(kāi)彈簧夾．
II．3CO+Fe₂O₃

高溫  .

 3CO₂+2Fe；將尾氣用軟管重新通入玻璃管中與氧化鐵反應(yīng)
Ⅲ．
（1）鋁合金抗腐蝕能力強(qiáng)，且密度比較小
（2）錳鋼的硬度大、韌性好
（3）＜
Ⅳ．
（4）觀察鋅片和鐵片表面是否有紫紅色固體析出
（5）增重；Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu 
（6）把鋅片放入硫酸亞鐵溶液中，觀察現(xiàn)象 
Ⅴ.82.5a  kg

點(diǎn)評(píng)：主要考查測(cè)定空氣里氧氣含量的探究實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論和實(shí)驗(yàn)中注意事項(xiàng)是考查重點(diǎn)．