Question

11．人類生活離不開金屬．
（1）向硝酸銀、硝酸銅和硝酸鋅的混合溶液中，加入一定量的鐵粉，充分反應(yīng)后過濾，向過濾出的固體中滴加稀硫酸，有氣體生成，則過濾出的固體中一定有Ag、Fe、Cu．
（2）小明發(fā)現(xiàn)家中一枚戒指生滿了銅綠，他和同學(xué)利用這枚戒指展開了研究性學(xué)習(xí)．
[查閱資料]
①真金在空氣中不會生銹，生滿銅綠的“金戒指”材質(zhì)為銅鋅合金；
②銅長期露置在潮濕的空氣中能生成銅綠，其主要成分是堿式碳酸銅，堿式碳酸銅受熱易分解生成CuO、H₂O和CO₂．據(jù)上述資料可知，堿式碳酸銅是由四種元素組成的．
[實驗探究]
將該枚生滿銅綠的戒指加入過量稀鹽酸中，有氣泡產(chǎn)生，溶液由無色逐漸變?yōu)樗{(lán)綠色．
小明猜想產(chǎn)生的氣體可能是氮氣．
小芳認(rèn)為小明的猜想一定是錯誤的．小芳的依據(jù)是質(zhì)量守恒定律．小芳認(rèn)為產(chǎn)生氣體中含有CO₂，并用一種液體進(jìn)行了驗證．請你寫出小芳進(jìn)行驗證時發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
小華認(rèn)為產(chǎn)生氣體中除了含有CO₂外，還可能含有另一種氣體，另一種氣體是氫氣，產(chǎn)生這種氣體的化學(xué)反應(yīng)方程式為Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑．
（3）有兩種外觀類似黃金的合金制品：A：Cu-Zn合金       B：Cu-Ag合金，
若實驗室只提供一瓶稀硫酸和必要儀器．
①你認(rèn)為能測出合金A（填序號）中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
②取上述①中填寫的合金粉末20g放入燒杯中，加入50g的稀硫酸，恰好完全反應(yīng)，測得燒杯內(nèi)剩余物質(zhì)的質(zhì)量為69.8g．
求：①產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量；       ②求出該合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 （1）由于鋅的金屬活動性比鐵、銀、銅都強(qiáng)，順序為鋅＞鐵＞銅＞銀，鐵與硝酸鋅不反應(yīng)，而反應(yīng)后加稀鹽酸生成氣泡該氣泡為氫氣，因為銀、銅不能與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，所以該金屬只能是鐵，然后根據(jù)要求分析判斷即可；
（2）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變進(jìn)行分析解答即可．根據(jù)CO₂能與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水解答；
（3）①因為A中的合金金屬鋅能與稀硫酸反應(yīng)故可測出銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，B中的銀不能與硫酸反應(yīng)不能測定銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
②產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量是反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量的變化，利用氫氣的質(zhì)量可求銅鋅合金中鋅的質(zhì)量，然后利用這一質(zhì)量對銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行求解即可．

解答 解：（1）鐵、銀、銅三者的金屬活動性順序為鋅＞鐵＞銅＞銀，往硝酸銀、硝酸鋅和硝酸銅的混合溶液中加入一定量的鐵粉，先置換最弱的金屬，然后在置換較強(qiáng)的，鐵與硝酸鋅不反應(yīng)，反應(yīng)后加稀鹽酸生成氣泡，該氣泡為氫氣，因為銀銅不能與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，所以該金屬一定含有鐵，這種情況是鐵過量，所以濾渣中一定有Ag、Fe、Cu，不可能有Zn；
（2）[查閱資料]②堿式碳酸銅受熱易分解生成CuO、H₂O和CO₂，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，故堿式碳酸銅中含有銅、氧、碳、氫四種元素；
[實驗探究]根據(jù)質(zhì)量守恒定律化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，堿式碳酸銅和鹽酸中不含有氮元素，故不可能生成氮氣，故填：質(zhì)量守恒定律．
CO₂能與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
“金戒指”材質(zhì)為銅鋅合金；鋅能和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鋅和氫氣，產(chǎn)生這種氣體的化學(xué)反應(yīng)方程式為：Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；
（3）①要求銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)需能使另外一種金屬與酸反應(yīng)，則只能選A；
（2）由題意可知：Cu-Zn合金與稀硫酸完全反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為：
20g+50g-69.8g=0.2g
設(shè)產(chǎn)生0.2g氫氣消耗金屬鋅的質(zhì)量為x
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65             2
x             0.2g
$\frac{65}{x}=\frac{2}{0.2g}$
x=6.5g
合金中金屬銅的質(zhì)量為20g-6.5g=13.5g
所以合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{13.5g}{20g}$×100%=67.5%
答：
（1）Ag、Fe、Cu；
（2）[查閱資料]②四；
[實驗探究]質(zhì)量守恒定律；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；氫氣；Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；
（3）①A；
②產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為0.2g；該合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為67.5%．

點評 本題主要考查了對金屬活動性順序的靈活應(yīng)用，只有活動性強(qiáng)的金屬可以把活動性弱的金屬從鹽溶液中置換出來，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力．