我國(guó)高鐵創(chuàng)造的中國(guó)速度令世界矚目,到2050年,我國(guó)將全面建成更高水平的現(xiàn)代化鐵路強(qiáng)國(guó)。某興趣小組的同學(xué)對(duì)高鐵建設(shè)中使用的金屬材料開展了一系列的探究。
【探究一】軌道材料
(1)高鐵鐵軌多使用鐵合金而不用純鐵,是因?yàn)殍F合金比純鐵
硬
硬
(填“軟”或“硬”)。工業(yè)采用融合法制合金,合金的形成需先熔化,金屬必須都是液態(tài)才能制成合金,也稱為共熔。一種液態(tài),一種氣態(tài)的兩種金屬不能共熔,不能轉(zhuǎn)化成合金。鐵和其他3種金屬的熔沸點(diǎn)見(jiàn)下表,據(jù)此判斷,鐵與 Cu和Mn
Cu和Mn
(選填“Cu”、“Mn”、“Na”)能形成合金。
|
Fe |
Cu |
Mn |
Na |
熔點(diǎn)/℃ |
1535 |
1083 |
1246 |
97.5 |
沸點(diǎn)/℃ |
3000 |
2595 |
2061 |
883 |
(2)興趣小組的同學(xué)利用圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置模擬工業(yè)煉
如果實(shí)驗(yàn)成功,裝置A中玻璃管內(nèi)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是
紅色粉末變成黑色
紅色粉末變成黑色
。
②裝置B的作用是
ac
ac
(填字母)。
a.吸收CO
2b.檢驗(yàn)CO
2c.收集CO
【探究二】車體材料
(3)工業(yè)鋁型材是高鐵產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,也就是高鐵車體的主要材料。工業(yè)上常用鋁土礦(主要成分為Al
2O
3,含F(xiàn)e
2O
3雜質(zhì))為原料冶煉鋁,工藝流程如圖2。鋁是兩性氧化物,與酸、堿都能發(fā)生反應(yīng),Al
2O
3+2NaOH═2NaAlO
2+H
2O。請(qǐng)回答以下問(wèn)題:
①試劑X是
氫氧化鈉溶液
氫氧化鈉溶液
(選填氫氧化鈉溶液或鹽酸)。
②寫出反應(yīng)②的化學(xué)方程式
NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓
NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓
。
(4)興趣小組的同學(xué)運(yùn)用手持技術(shù)探究鋁等金屬與酸的反應(yīng)。如圖3,向250mL的燒瓶?jī)?nèi)注入25mL溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)8.8%的稀鹽酸,分別剪取長(zhǎng)約0.4cm、寬約0.4cm的鎂、鋁、鋅、鐵、銅金屬條,打磨后投入燒瓶中,迅速塞緊帶有壓強(qiáng)傳感器的橡皮塞,點(diǎn)擊采集得到如圖4所示的氣壓變化曲線?;卮鹣铝袉?wèn)題:
①曲線a對(duì)應(yīng)的金屬是
銅或Cu
銅或Cu
。
②曲線c在18s左右達(dá)到最高點(diǎn)后又略微下降的原因是
鎂與稀鹽酸反應(yīng)放熱,反應(yīng)結(jié)束,溫度降低
鎂與稀鹽酸反應(yīng)放熱,反應(yīng)結(jié)束,溫度降低
。
③下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
b
b
。
a.d對(duì)應(yīng)的反應(yīng)速率適中,適合實(shí)驗(yàn)室制取氣體
b.如延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間,可得到d的圖像是一條直線
c.從0~100s圖像可推測(cè)e對(duì)應(yīng)的金屬打磨不徹底