Question

12．金屬是一種重要的材料，人類的生活和生產(chǎn)都離不開金屬，全世界每年因生銹損失的鋼鐵，約占世界年產(chǎn)量的十分之一．
（1）根據(jù)圖一的應用實例，試說出金屬具有的一點物理性質導電性（或導熱性等）；
（2）鋁的活動性比鐵強，但鋁在空氣中卻表現(xiàn)出良好的抗腐蝕性，原因是鋁的表面形成致密的氧化膜；
（3）表中不同的金屬被開發(fā)、利用的年代不同，決定這一先后順序的關鍵因素是A；

A．金屬的活動性           B．金屬的導電性
C．金屬的延展性           D．地殼中金屬元素的含量
（4）用質量相等的鎂粉和鋁粉，分別與溶質質量分數(shù)相同、等質量的稀鹽酸充分反應，產(chǎn)生氫氣的質量和反應所用時間的關系如圖二所示．則下列說法中正確的是AB；
A．曲線a、b分別表示鎂、鋁的反應情況  B．鹽酸均反應完，鎂恰好完全反應，鋁剩余
C．鹽酸均反應完，鎂、鋁也恰好完全反應 D．鎂、鋁都反應完，鹽酸有剩余
（5）聯(lián)想到工業(yè)上用鐵礦石冶煉鐵，他們在實驗室用CO還原氧化鐵，實驗如圖三所示：

①A、B處發(fā)生的現(xiàn)象分別是A固體由紅變黑；B石灰水變渾濁．
②為了防止溶液倒吸，本實驗停止加熱前是否要先斷開A和B的連接處？不需要（填“需要”或“不需要”），理由是氣體會一直通到裝置冷卻，不會發(fā)生倒吸．
（6）興趣小組的同學又準確稱取了11.5克生鐵樣品，放入裝有100.0g稀硫酸（足量）的燒杯中（燒杯質量為55.0g）．在化學反應過程中對燒杯（包括溶液和殘余固體）進行了四次稱量，記錄如表．

反應時間	t0	t1	t2	t3
燒杯和藥品的質量/g	166.5	166.3	166.1	166.1

求：
①反應中產(chǎn)生氫氣0.4克；
②原生鐵樣品中鐵的質量分數(shù)．（寫出計算的過程，結果精確到0.1%）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)金屬的用途與性質之間的關系解答．
（2）分析鋁在空氣中所發(fā)生的變化，解釋雖然鋁的活動性比鐵強，但卻表現(xiàn)出良好的抗腐蝕性的原因；
（3）利用圖中數(shù)據(jù)，對比大規(guī)模開發(fā)、利用的與金屬其它因素間的關系，判斷與金屬大規(guī)模開發(fā)、利用的先后順序有關的因素．
（4）由已知：“用質量相等的鎂粉和鋁粉，分別與溶質質量分數(shù)相同、等質量的稀鹽酸充分反應”，若酸完全反應，金屬都剩余，則生成氫氣相等，若金屬完全反應，則生成氫氣一定不相等．
（5）回顧一氧化碳還原氯化鐵的實驗，回答對該實驗的操作所提出的問題．
（6）由表中的實驗數(shù)據(jù)可判斷第四次稱量時已完全反應，利用質量守恒定律，可計算放出氫氣的質量；
根據(jù)化學方程式求出鐵的質量，進而求出①．

解答 解：（1）金屬能做成導線是因為有導電性，抽成絲是因為有延展性，做成鍋是因為導熱性．
（2）鋁在空氣中與氧氣化合，在鋁的表面生成致密的氧化鋁薄膜（或氧化鋁膜），阻止了鋁進一步與氧氣的接觸；
（3）由圖示信息可得到，金屬大規(guī)模開發(fā)、利用的先后順序跟金屬的活動性有關，活動性強的金屬冶煉難度大，使用則較晚；
（4）根據(jù)化學方程式：Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑；2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑進行計算可知：
A、因為鎂的活動性比鋁的活動性強，鎂反應速度快，故A說法正確；
B、如果鹽酸均反應完，鎂恰好完全反應，鋁有剩余，故B說法正確；
C、如果鎂、鋁都反應完，則產(chǎn)生的氫氣一定不等，說法不正確．
D、鹽酸均反應完，鎂、鋁都反應完，生成的氫氣一定相等，故D說法正確；
故選AB
（5）一氧化碳還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳，故看到的現(xiàn)象為固體由紅變黑，澄清石灰水變渾濁，為防止生成的鐵被氧化，實驗結束前還要繼續(xù)通一氧化碳直到冷卻，故不需要斷開；
（8）由質量守恒定律可知，生成氫氣的質量=反應前總質量一反應后總質量=11.5+100g+55g-166.1g=0.4g
設鐵的質量為x
Fe+H₂SO₄ =FeSO₄ +H₂↑；
56              2
x              0.4g
$\frac{56}{2}=\frac{x}{0.4g}$   解得：x=11.2g 
原生鐵樣品中鐵的質量分數(shù)=$\frac{11.2g}{11.5g}$×100%=97.4%
故答案為：（1）導電性或導熱性（或延展性）；（2）鋁的表面形成致密的氧化膜；（3）A；（4）AB；
（5）①A 固體由紅變黑，B 石灰水變渾濁，②不要，氣體會一直通到裝置冷卻，不會發(fā)生倒吸；
（6）①0.4；②原生鐵樣品中鐵的質量分數(shù)是97.4%．

點評 本題為涉及較多的化學基礎知識，題目難點不大但涉及面較廣，耐心審題、沉著作答對于解答類似問題會有較大幫助．