Question

金屬材料在生活、生產(chǎn)、科技等方面普遍使用．
（1）我市某企業(yè)因經(jīng)營不善而停工，一年多來，許多機(jī)械設(shè)備上已銹跡斑斑．樂樂同學(xué)將設(shè)備上一枚生銹的鐵螺絲放入足量的稀鹽酸中，觀察到鐵銹逐漸消失，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O

；一段時(shí)間后，又觀察到鐵釘表面有氣泡產(chǎn)生，寫出產(chǎn)生氣泡的化學(xué)方程式

Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑

；樂樂結(jié)合學(xué)過的化學(xué)知識(shí)，向留守的管理人員提出了一些防止機(jī)械設(shè)備進(jìn)一步銹蝕的建議，請寫出一條樂樂的建議：

保持鐵制品表面干燥（其他合理答案均可）

．
（2）鈦（Ti）是航天航空、化工等方面的重要金屬材料，被稱為“21世紀(jì)的金屬”．工業(yè)上用鎂在高溫下與TiCl₄反應(yīng)制取，化學(xué)方程式為：TiCl₄+2Mg

高溫  .

Ti+2MgCl₂．該反應(yīng)說明金屬鈦的活動(dòng)性比鎂

弱

（填“強(qiáng)”或“弱”）．
（3）黃銅為銅鋅合金，用途極為廣泛．小華同學(xué)從家里帶來了黃銅碎片，準(zhǔn)備與同學(xué)們一起來測量其中的銅含量．他們決定先測定黃銅與酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣的量，再計(jì)算．

①小華用設(shè)計(jì)出的上圖A方案測定：
Ⅰ．稱量黃銅樣品、錐形瓶及稀硫酸的質(zhì)量．
Ⅱ．黃銅樣品放入錐形瓶并倒入稀硫酸．
Ⅲ．待反應(yīng)完畢后再測錐形瓶和反應(yīng)后混合物的總質(zhì)量，反應(yīng)前后總質(zhì)量差為產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量．
②小海對(duì)小華的設(shè)計(jì)提出改進(jìn)建議：在上述方案中的錐形瓶上加一裝有干燥劑的干燥管，測定反應(yīng)前后裝置的質(zhì)量差．請你說明小海進(jìn)行改進(jìn)的理由是：

反應(yīng)過程中有水蒸氣隨著氫氣逸出

．
③歡歡同學(xué)為了測定黃銅樣品組成，取四份樣品分別加稀硫酸反應(yīng)，其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表．

樣品	第1份	第2份	第3份	第4份
取樣品質(zhì)量（g）	50.0	50.0	50.0	50.0
取稀硫酸質(zhì)量（g）	40.0	80.0	120.0	160.0
產(chǎn)生氣體質(zhì)量（g）	0.4	0.8	1.0	1.0

試計(jì)算：
Ⅰ．經(jīng)分析，在第1份樣品測得的數(shù)據(jù)中，

硫酸

（填物質(zhì)名稱）完全反應(yīng)了．
Ⅱ．請?jiān)趫DC中畫出在50.0g樣品中加稀硫酸的質(zhì)量與產(chǎn)生氣體質(zhì)量變化關(guān)系的示意圖．
Ⅲ．試計(jì)算黃銅屑樣品中的鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（寫出計(jì)算過程．計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）．

Answer 1

分析：（1）螺絲釘表面是鐵銹主要成分是三氧化二鐵，放入鹽酸后后首先是鐵銹反應(yīng)，鐵銹完全反應(yīng)后鐵再和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，根據(jù)鐵的生銹條件判讀防銹的方式．
（2）根據(jù)鎂、鈦的置換關(guān)系，判斷兩種金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱；
（3）②依據(jù)生成氫氣的同時(shí)容易帶走少量的水蒸氣分析加干燥管的原因；
I．第一份和第二份比較可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)硫酸的質(zhì)量增加時(shí)，氣體的質(zhì)量也在增加，說明第一份中金屬?zèng)]有完全反應(yīng)，也說明硫酸完全反應(yīng)．
II．找出起點(diǎn)，最大值，曲線的走勢繪制圖象即可．
III．比較第三份和第四份可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)硫酸的質(zhì)量增加時(shí)，氣體的質(zhì)量保持不變，說明合金完全反應(yīng)放出氣體的質(zhì)量是1克．然后寫出化學(xué)方程式并計(jì)算鋅的質(zhì)量和H₂SO₄的質(zhì)量．

解答：解：（1）因?yàn)镕e₂O₃會(huì)與鹽酸反應(yīng)，所以當(dāng)把一枚生銹的鐵螺絲放入足量的稀鹽酸中時(shí)，觀察到鐵銹逐漸消失，當(dāng)表面的鐵銹消耗完后，露出來的鐵又繼續(xù)與鹽酸反應(yīng)生成氫氣，所以觀察到鐵釘表面有氣泡產(chǎn)生．方程式為：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O、Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑，防止鐵生銹有多種方法，如：保持鐵制品干燥；鐵制品表面刷油漆等．
（2）金屬活動(dòng)順序表中前邊的金屬會(huì)把后邊的金屬置換出來，因?yàn)殒V能把鈦置換出來，所以鈦沒有鎂活潑．
（3）②因?yàn)楫?dāng)氫氣逸出來的同時(shí)，水蒸氣也會(huì)隨氫氣逸出來，所以前后兩次質(zhì)量差也包含氫氣所帶出的水蒸氣的質(zhì)量．
③I第一份和第二份比較可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)硫酸的質(zhì)量增加時(shí)，氣體的質(zhì)量也在增加，說明第一份中金屬?zèng)]有完全反應(yīng)，也說明硫酸完全反應(yīng)．
II起點(diǎn)：當(dāng)沒有硫酸加入時(shí)，就沒有氣體的放出，因此起點(diǎn)是（0，0）；比較第一份和第二份可以發(fā)現(xiàn)，每加入40克硫酸，氣體就會(huì)多放出0.4克，因此要想放出1.0克氣體，需要加入硫酸的質(zhì)量是100克，因此最高點(diǎn)是（100，1.0）；比較第一份和第二份可以發(fā)現(xiàn)，硫酸的質(zhì)量和氣體的質(zhì)量的比值相等（斜率相同），所以圖象是一條直線．

III比較第三份和第四份可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)硫酸的質(zhì)量增加時(shí)，氣體的質(zhì)量保持不變，說明合金完全反應(yīng)放出氣體的質(zhì)量是1克，設(shè)參加反應(yīng)的鋅的質(zhì)量為x．
設(shè)參加反應(yīng)的鋅的質(zhì)量為x．
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65              2
x               1.0 g

65

x

=

2

1.0g

x=32.5g       
∴黃銅屑樣品中的鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為  

32.5g

50g

×100%=65.0% 
答：黃銅屑樣品中的鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%．
故答案為：
（1）Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；  Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑； 保持鐵制品表面干燥（其他合理答案均可）
（2）弱；
（3）②反應(yīng)過程中有水蒸氣隨著氫氣逸出；
③Ⅰ．硫酸；
Ⅱ．

III．答：黃銅屑樣品中的鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%．

點(diǎn)評(píng)：此題是有關(guān)金屬知識(shí)的考查題，題目中涉及的知識(shí)點(diǎn)以及應(yīng)用較多，能夠較好的對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行訓(xùn)練和考查；