10.人類發(fā)展的歷史進(jìn)程中人們不斷研制出各種不同的用具,制造用具的材料也在不斷地發(fā)生變化,金屬制品因其美觀、耐用、輕便易成型而被人們廣泛利用,請根據(jù)所學(xué)知識及生活知識參與有關(guān)金屬制品探究.
(1)以下工具的制作過程中沒有發(fā)生化學(xué)變化的是A.
A.原始人制作石刀 B.冶煉青銅 C.煉鐵
(2)請將以下金屬材料的冶煉按年代的先后順序排序B、A、C(填序號).
A.鐵 B.青銅 C.鋁
從以上順序可以看出,金屬制品的出現(xiàn)順序與金屬的活動性有關(guān),那么金屬鉀的制得應(yīng)排在鋁之后.
(3)孔雀石主要成分為堿式碳酸銅,經(jīng)加熱會發(fā)生反應(yīng):Cu
2(OH)
2CO
3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H
2O+CO
2↑,古代人們發(fā)現(xiàn)翠綠的孔雀石在森林大火中會變成紅色的銅,請寫出轉(zhuǎn)化為銅的另一個反應(yīng)方程式:2CuO+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO
2↑
(4)古代術(shù)士將爐甘石(主要成分為ZnCO
3)與赤銅礦(Cu
2O)、木炭放在煉爐中高溫灼燒,煉出金光燦燦的“黃金”,被稱為“煉石成金”.
①請你用學(xué)過的知識回答,真的可以“煉石成金”嗎?不能,在化學(xué)變化過程中元素種類不可能發(fā)生改變.
②那么你認(rèn)為這金光燦燦的金屬是什么?它是怎么煉出來的?寫出有關(guān)化學(xué)方程式.該金屬可能是銅鋅合金,煉出它的化學(xué)方程式為ZnCO
3$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ZnO+CO
2↑、2ZnO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Zn+CO
2↑、2Cu
2O+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Cu+CO
2↑.
(5)到西漢時期我國的勞動人民又發(fā)明了“濕法煉銅”,在西漢劉安所著的《淮南萬畢術(shù)》中就有“曾青得鐵則化為銅”的記載(“曾青”是指銅的化合物),請用反應(yīng)方程式表示其冶煉原理:Fe+CuSO
4═Cu+FeSO
4.
(6)磁懸浮的核心技術(shù)得制備超導(dǎo)材料.有一種超導(dǎo)材料的化學(xué)式為Y
2BaCu
6O
10,它是以Y
mO
n、BaCO
3和CuO為原料經(jīng)研磨燒結(jié)而成.假設(shè)此過程中所有元素的化合價(jià)不變,試填寫以下空白:
a.超導(dǎo)材料Y
2BaCu
6O
10是由四種元素組成的,Y
mO
n的化學(xué)式是:Y
2O
3.
b.在合成該超導(dǎo)材料的同時還生成-種產(chǎn)物,該物質(zhì)是CO
2(寫化學(xué)式).
金屬的使用及冶煉歷史也引起同學(xué)們極大興趣,初三同學(xué)組織化學(xué)興趣小組繼續(xù)進(jìn)行探究:
(7)首先他們收集大量有關(guān)鋼鐵的成語與民間諺語.其中有說明鋼的性能比鐵好的有恨鐵不成鋼,知道“百煉成鋼”是指鐵在高溫條件下反復(fù)敲打發(fā)生的反應(yīng)是:C+O
2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO
2,從而了解鋼與鐵的機(jī)械性能不同是因?yàn)閮烧吆剂坎坏龋?br />(8)鈦(Ti) 因?yàn)榫哂性S多神奇的性能而越來越引起人們的關(guān)注.化學(xué)興趣小組對Mg、Ti、Ag的金屬活動性順序進(jìn)行探究.
[提出假設(shè)]a.Ti的金屬活動性比Mg強(qiáng);
b.Ti的金屬活動性介于Mg和Ag之間.
[查閱資料]在相同條件下,金屬與酸反應(yīng),產(chǎn)生氣泡的速率越快,則該金屬活動性越強(qiáng).
[實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)]同溫下,取大小相同的這三種金屬薄片,分別投入等體積、等濃度的足量稀鹽酸中,觀察現(xiàn)象.
請回答:三種金屬加入鹽酸前都先用砂紙將表面擦光亮,其目的是除去氧化膜利于直接反應(yīng).
[實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象]
金屬 | Ti | Mg | Ag |
反應(yīng)現(xiàn)象 | 反應(yīng)緩慢 | 反應(yīng)強(qiáng)烈 | 無明顯現(xiàn)象 |
[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]原假設(shè)中a不正確,理由是鎂反應(yīng)速率比鈦快.
[結(jié)論]用不同濃度的足量稀鹽酸反應(yīng),是否也能得出同樣結(jié)論?否,請說明理由反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度有關(guān)
(9)小剛與小紅分別做相同質(zhì)量的不同金屬與同質(zhì)量、同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀H
2SO
4反應(yīng)的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,分別交上的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,并繪制出金屬Zn、Fe分別與稀H
2SO
4反應(yīng)放出H
2的函數(shù)圖象(如圖所示).
兩個圖象中存在有錯誤的是小紅的圖象,判斷錯誤的理由是圖象中Fe與Zn標(biāo)反了,Zn的反應(yīng)速率較Fe快,圖象不同的原因是小剛?cè)〉慕饘倭枯^少,金屬反應(yīng)完,而小紅取的酸量較少,酸完全反應(yīng)完.
由該實(shí)驗(yàn)可以得到的結(jié)論:
②屬與酸反應(yīng)的速率與金屬活動性有關(guān).
②金屬與酸反應(yīng)中若生成鹽中金屬價(jià)態(tài)相同,則生成的氫氣量與相對原子質(zhì)量有關(guān).