Question

金屬用途廣泛，其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等是化學(xué)的重要研究?jī)?nèi)容．
（1）如圖1是鋁的原子結(jié)構(gòu)示意圖．下列說法不正確的是

 

A．鋁原子的質(zhì)子數(shù)為13        B．在化合物中鋁通常顯+3價(jià)
C．鋁是地殼中含量最多的元素   D．鋁可作導(dǎo)線是由于它具有良好的導(dǎo)電性
（2）某化學(xué)小組用一定量的AgNO₃和Cu（NO₃）₂混合溶液進(jìn)行了如圖2實(shí)驗(yàn)，并對(duì)溶液A和固體B的成分進(jìn)行了分析和研究．
【提出問題】溶液A中的溶質(zhì)可能有哪些？
【做出猜想】①只有Zn（NO₃）₂            ②Zn（NO₃）₂、AgNO₃
③Zn（NO₃）₂、Cu（NO₃）₂    ④Zn（NO₃）₂、Cu（NO₃）₂、AgNO₃
【交流討論】不合理的猜想是

 

（填標(biāo)號(hào)），其理由是

 

．
【實(shí)驗(yàn)探究】若猜想①成立，通過以下實(shí)驗(yàn)可確定固體B的成分，請(qǐng)將下表填寫完整．

實(shí)驗(yàn)步驟	現(xiàn)象	有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式
取少量固體B，滴加	有氣泡產(chǎn)生

（3）如圖3是工業(yè)煉鐵示意圖．其中，焦炭的作用是燃燒提供能量和

 

；
（4）有鐵生成的化學(xué)方程式為

 

．
（5）稱取12.5g石灰石（主要成分是CaCO₃，雜質(zhì)不參與反應(yīng)）放入燒杯中，向其中加入50g稀鹽酸，二者恰好完全反應(yīng)．反應(yīng)結(jié)束后稱量燒杯中剩余物質(zhì)的總質(zhì)量為58.1g（包括燒杯的質(zhì)量，且氣體的溶解度忽略不計(jì)）．試計(jì)算石灰石中雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

考點(diǎn)：金屬的化學(xué)性質(zhì),鐵的冶煉,原子結(jié)構(gòu)示意圖與離子結(jié)構(gòu)示意圖,地殼中元素的分布與含量,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算

專題：金屬與金屬材料

分析：（1）根據(jù)鋁原子結(jié)構(gòu)示意圖和地殼中最多的元素，能做導(dǎo)線的原因考慮本題；
（2）【交流討論】根據(jù)銅能與硝酸銀反應(yīng)考慮是否存在硝酸銀；只要是鋅過量濾液中只含有硝酸鋅，檢驗(yàn)鋅過量就是利用鋅與酸反應(yīng)來考慮；
（3）根據(jù)焦炭的作用考慮，根據(jù)方程式的寫法寫出反應(yīng)原理；
（4）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后減少的質(zhì)量為二氧化碳的質(zhì)量，利用碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量可求出碳酸鈣的質(zhì)量，進(jìn)而可求樣品中雜質(zhì)的質(zhì)量，即可求出石灰石中雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：
（1）原子結(jié)構(gòu)示意圖中圓圈內(nèi)數(shù)字就是質(zhì)子數(shù)；所以鋁原子質(zhì)子數(shù)是13；由于鋁原子最外層電子數(shù)是3易失去3個(gè)電子，顯+3價(jià)；地殼中含量最多的元素是氧；鋁做導(dǎo)線就是因?yàn)殇X具有導(dǎo)電性；
（2）猜想②中無硝酸銅，說明Cu（NO₃）₂ 已與鋅反應(yīng)生成Cu，而銅能與硝酸銀反應(yīng)，所以有銅剩余時(shí)不可能存在硝酸銀，也就是說只要有硝酸銀時(shí)，一定也含有硝酸銅；如果猜想①成立說明鋅把硝酸銀、硝酸銅都反應(yīng)完了，如果能鑒別出剩余固體中含有鋅，就能說明鋅過量，銅和銀都被它置換出來，由于鋅能與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，所以向固體中加入鹽酸，如果有氣體產(chǎn)生，說明鋅有剩余，溶液中只存在硝酸鋅這一種溶質(zhì)；反應(yīng)物是鋅和鹽酸，生成物是氯化鋅和氫氣，用觀察法配平，在氫氣后面標(biāo)上上升符號(hào)；
（3）因?yàn)榻固咳紵�放出大量的熱，給煉鐵提供熱量，同時(shí)碳燃燒生成二氧化碳，碳再與二氧化碳反應(yīng)生成一氧化碳，所以制取一氧化碳，一氧化碳再作為煉鐵的還原劑；
（4）依據(jù)質(zhì)量守恒定律可知生成CO₂的質(zhì)量為：12.5g+50 g-58.1g=4.4g 
設(shè)石灰石中CaCO₃的質(zhì)量為x．
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O 
100               44
x                 4.4g
則

100

x

=

44

4.4g

，解得 x=10g 
所以樣品中雜質(zhì)的質(zhì)量是12.5g-10g=2.5g
石灰石中雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

2.5g

12.5g

×100%=20% 
答：石灰石中雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%．
故答案為：
（1）C；（2）②；猜想②中無硝酸銅，說明Cu（NO₃）₂ 已與鋅反應(yīng)生成Cu，而銅能與硝酸銀反應(yīng)，所以不可能存在硝酸銀；

實(shí)驗(yàn)步驟	現(xiàn)象	有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式
取少量固體B，滴加稀鹽酸	有氣泡產(chǎn)生	Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑

（3）制取CO；Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂；（4）20%

點(diǎn)評(píng)：本題容易出錯(cuò)的地方是對(duì)幾種猜想正誤的判斷，要知道銅能與硝酸銀反應(yīng)，只要有一種金屬剩余，則排在該金屬后面的金屬陽(yáng)離子就不存在．