我國高鐵創(chuàng)造的中國速度令世界矚目,到2050年,我國將全面建成更高水平的現(xiàn)代化鐵路強國。某興趣小組的同學對高鐵建設(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,是因為鐵合金比純鐵
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種金屬的熔沸點見下表,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/℃ |
1535 |
1083 |
1246 |
97.5 |
沸點/℃ |
3000 |
2595 |
2061 |
883 |
(2)興趣小組的同學利用圖1所示實驗裝置模擬工業(yè)煉
如果實驗成功,裝置A中玻璃管內(nèi)反應的實驗現(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,Al
2O
3+2NaOH═2NaAlO
2+H
2O。請回答以下問題:
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②的化學方程式
NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓
NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓
。
(4)興趣小組的同學運用手持技術(shù)探究鋁等金屬與酸的反應。如圖3,向250mL的燒瓶內(nèi)注入25mL溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)8.8%的稀鹽酸,分別剪取長約0.4cm、寬約0.4cm的鎂、鋁、鋅、鐵、銅金屬條,打磨后投入燒瓶中,迅速塞緊帶有壓強傳感器的橡皮塞,點擊采集得到如圖4所示的氣壓變化曲線?;卮鹣铝袉栴}:
①曲線a對應的金屬是
銅或Cu
銅或Cu
。
②曲線c在18s左右達到最高點后又略微下降的原因是
鎂與稀鹽酸反應放熱,反應結(jié)束,溫度降低
鎂與稀鹽酸反應放熱,反應結(jié)束,溫度降低
。
③下列說法錯誤的是
b
b
。
a.d對應的反應速率適中,適合實驗室制取氣體
b.如延長反應時間,可得到d的圖像是一條直線
c.從0~100s圖像可推測e對應的金屬打磨不徹底