Question

20．金屬材料在國防建設(shè)中起著重要的作用，如圖為殲-15飛機(jī)在遼寧艦上起飛．
（1）鋁合金用于制造飛機(jī)的外殼，鋁合金材質(zhì)的主要優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)輕、強(qiáng)度大．
（2）鋼鐵的銹蝕主要是鐵與空氣中的水和氧氣共同作用的結(jié)果
（3）為了避免輪船的鋼質(zhì)外殼被腐蝕，通常在輪船外殼上鑲嵌比鐵活動(dòng)性強(qiáng)的金屬，小明為探究鋅、鐵、銅三種金屬的活動(dòng)性順序，設(shè)計(jì)了如圖2的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：
①實(shí)驗(yàn)一中，小明以“金屬表面產(chǎn)生氣泡的快慢”為標(biāo)準(zhǔn)來判斷鋅、鐵的活動(dòng)性強(qiáng)弱，有同學(xué)認(rèn)為不夠合理，理由是所用的酸不同，沒有控制變量．
②實(shí)驗(yàn)二中，若出現(xiàn)有紅色固體析出現(xiàn)象，可證明鐵的活動(dòng)性強(qiáng)于銅．
（4）遼寧艦的建造耗費(fèi)了大量的鋼材，某興趣小組在實(shí)驗(yàn)室用圖3所示裝置模擬煉鐵的化學(xué)原理，裝置A中生成鐵的化學(xué)方程式為Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，裝置B中反應(yīng)發(fā)生的化學(xué)方程式為2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
（5）某化學(xué)興趣小組對某銅鋅合金樣品進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)．稱取樣品10.0g，再用100.0g稀硫酸溶液逐滴滴入，實(shí)驗(yàn)情況如圖4所示．求所用稀硫酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 （1）結(jié)合用途分析對應(yīng)的性質(zhì)特征；
（2）熟悉生銹的機(jī)理和本質(zhì)；
（3）分析實(shí)驗(yàn)中要素的控制以及對應(yīng)的金屬活動(dòng)性對比的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論；
（4）熟練掌握煉鐵原理以及注意事項(xiàng)；
（5）根據(jù)圖確定參加反應(yīng)的鋅的質(zhì)量進(jìn)而計(jì)算所用硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量，最后求算對應(yīng)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：
（1）鋁合金用于制造飛機(jī)的外殼，由于飛機(jī)需要自身輕且強(qiáng)度大，所以可以推得鋁合金材質(zhì)的主要優(yōu)點(diǎn)是 質(zhì)輕、強(qiáng)度大．
（2）鋼鐵的銹蝕主要是鐵與空氣中的水和氧氣共同作用的結(jié)果；
（3）
①實(shí)驗(yàn)一中，小明以“金屬表面產(chǎn)生氣泡的快慢”為標(biāo)準(zhǔn)來判斷鋅、鐵的活動(dòng)性強(qiáng)弱，由于所用酸不同，所以導(dǎo)致無法形成合理結(jié)論．
②實(shí)驗(yàn)二中，若出現(xiàn) 有紅色固體析出現(xiàn)象，可證明鐵的活動(dòng)性強(qiáng)于銅．
（4）遼寧艦的建造耗費(fèi)了大量的鋼材，某興趣小組在實(shí)驗(yàn)室用圖3所示裝置模擬煉鐵的化學(xué)原理，裝置A中是氧化鐵和一氧化碳在高溫下生成鐵和二氧化碳，對應(yīng)的化學(xué)方程式為 Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，裝置B中是生成的二氧化碳被氫氧化鈉吸收，生成了碳酸鈉和水，對應(yīng)的化學(xué)方程式為 2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
（5）由圖可知，固體減少了10g-3.5g=6.5g，而銅鋅合金中只有鋅才能和硫酸反應(yīng)而溶解，所以可知鋅的質(zhì)量為6.5g
設(shè)所消耗的硫酸中的溶質(zhì)的質(zhì)量為y．
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65     98
6.5g    y
$\frac{65}{98}$=$\frac{6.5g}{y}$
y=9.8g
由于反應(yīng)在加入硫酸50g時(shí)已經(jīng)反應(yīng)完畢
所以所用稀硫酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{9.8g}{50g}$×100%=19.6%
故答案為：
（1）質(zhì)輕、強(qiáng)度大；
（2）水和氧氣；
（3）所用的酸不同，沒有控制變量； 有紅色固體析出；
（4）Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
（5）19.6%．

點(diǎn)評 根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算時(shí)，第一要正確書寫化學(xué)方程式，第二要使用正確的數(shù)據(jù)，第三計(jì)算過程要完整．