Question

金屬是一種非常重要的資源，在生產、生活中有著廣泛的用途．
（1）人類每年從自然界提取大量的金屬，其中提取量最大的是鐵．用赤鐵礦（主要成分為Fe₂O₃）和一氧化碳煉鐵的化學方程式為

 

．
（2）每年世界上鋼鐵的產量很高，可全世界每年因生銹損失的鋼鐵約占世界鋼鐵年產量的1/4，這給人類帶來了巨大的損失．鐵在空氣中銹蝕，實際上是鐵跟空氣中的

 

共同作用的結果．現有一批鐵質螺絲釘已經開始生銹，你能用化學方法除銹，并做防銹處理嗎？請簡要寫出你的做法及涉及到的化學方程式．

 

（3）亮亮同學用稀鹽酸和另一種溶液，驗證了Mg、Fe、Cu、Ag四種金屬的活動性順序是依次減弱的．請回答下列問題：
①亮亮所用的另一種溶液是

 

．
②說明Mg比Fe活潑的實驗現象是

 

．
③說明Cu比Ag活潑的實驗現象是

 

．
（4）我國在金屬冶煉方面有著悠久的歷史，早在南北朝時期就開始冶鑄黃銅．黃銅是由銅和鋅組成的，它可以用來制造機器、電器零件及日用品．現為測定某黃銅樣品中銅的含量，取該黃銅樣品10g，放入100g的稀鹽酸中，恰好完全反應．此時燒杯內各物質的總質量為109.8g．試計算：
（1）該黃銅樣品中銅的質量分數；
（2）反應所用稀鹽酸的溶質質量分數．

Answer 1

分析：由于鐵的化學性質比較活潑，因此在自然界中鐵元素主要存在于化合物中，金屬鐵容易在潮濕的空氣中生銹；金屬和酸反應時，只有在金屬活動性順序表中氫前的金屬可以置換出酸中的氫離子，而且越靠前的金屬反應越劇烈；金屬和鹽反應時，在金屬活動性順序表中只有前面的金屬可以把它后面的金屬從鹽溶液中置換出來，鉀、鈣、鈉除外．

解答：解：（1）一氧化碳具有還原性，在高溫條件下，可以把氧化鐵中的鐵還原出來，故答案為：3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂
（2）鋼鐵生銹是鐵與空氣中的水、氧氣共同作用的結果，除銹可以用稀硫酸或稀鹽酸，故答案為：水、氧氣，用適量的稀硫酸浸泡至鐵銹消失，然后再用水沖洗干凈，干燥后涂上些油從而防銹．
Fe₂O₃+H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O
（3）由于鎂和鐵都在氫前，都能和稀鹽酸反應，而且反應劇烈的是鎂，而銅和銀都不能和鹽酸反應，為證明兩金屬的金屬活動性強弱，可選用硝酸銀溶液或硫酸銅溶液，故答案為：①硝酸銀溶液（或硫酸銅溶液）
②冒出氣泡的速率快③銅絲表面有一層銀白色物質生成（或無明顯現象）
（4）由于合金中只有金屬鋅可以和稀鹽酸反應，根據氫氣的質量就可求出其他物質的量．
故答案為：
解：生成氫氣的質量為：10g+100g-109.8g=0.2g
設黃銅中鋅的質量為x，稀鹽酸中溶質的質量為y．
Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑

65 x

73 y

   

2 0.2g

65

x

=

73

y

=

2

0.2g

x=6.5g，y=7.3g
黃銅中銅的質量分數為

10g-6.5g

10g

×100%=35%
需要稀鹽酸的質量為

7.3g

100

×100%=7.3%
答：黃銅中銅的質量分數35%，所用的稀鹽酸質量分數為7.3%．

點評：該題難度適中，主要考查了對金屬活動性順序的靈活運用，及根據化學方程式進行有關的計算，培養學生應用知識的能力．