Question

18．合金用途廣泛，其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等時(shí)化學(xué)的重要研究內(nèi)容．
（1）如圖是鋁原子結(jié)構(gòu)示意圖．下列說法不正確的是C．
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）目前世界上年產(chǎn)量最高的金屬是鐵，用赤鐵礦（主要成分是氧化鐵）煉鐵的化學(xué)方程式為3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（3）有人根據(jù)鐵在空氣中生銹后質(zhì)量會(huì)增加，認(rèn)為有的化學(xué)反應(yīng)可能不遵循質(zhì)量守恒定律，這個(gè)結(jié)論是否正確？為什么？
（4）鋁的活動(dòng)性比較強(qiáng)，但鋁制品卻有很好的耐腐蝕能力，為什么？
（5）在硝酸銅、硝酸鎂和硝酸亞鐵的混合溶液中加入一定量的鋅粉，成分反應(yīng)后過濾，得到濾液和濾渣．向?yàn)V渣中滴加稀硫酸，有氣泡產(chǎn)生，則濾渣中一定含有鐵和銅，濾液中一定含有的金屬離子是Mg²⁺、Zn²⁺．
（6）黃銅是一種由銅和鋅組成的合金，為測定某黃銅樣品中銅的含量，取該黃銅樣品10g，放入足量的稀鹽酸中充分反應(yīng)后，收集到0.2g氫氣，計(jì)算該黃銅樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)原子結(jié)構(gòu)示意圖的意義以及核外電子的得失規(guī)律和鋁的有關(guān)性質(zhì)分析解答；
（2）從赤鐵礦和一氧化碳在高溫條件下生成鐵和二氧化碳去分析．
（3）考查質(zhì)量守恒定律解釋化學(xué)變化中質(zhì)量的增加原因；根據(jù)鐵生銹是鐵與空氣中氧氣、水反應(yīng)，參加反應(yīng)鐵、水、氧氣的質(zhì)量總和等于生成鐵銹的質(zhì)量，進(jìn)行判斷；
（4）根據(jù)鋁的化學(xué)性質(zhì)方面進(jìn)行分析回答．
（5）在金屬活動(dòng)性順序中，只有前面的金屬可以把排在它后面的金屬從鹽溶液中置換出來，鉀、鈣、鈉除外．結(jié)合四種金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱關(guān)系鎂＞鋅＞鐵＞氫＞銅，鋅先和硝酸銅反應(yīng)，然后鐵和硝酸亞鐵反應(yīng)，鋅和鐵都不能和硝酸鎂反應(yīng)，向?yàn)V渣中加入稀鹽酸，看到有氣泡冒出，說明有排在氫前面的金屬剩余，據(jù)此分析．
（6）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，利用恰好完全反應(yīng)時(shí)放出氫氣的質(zhì)量，可計(jì)算參加反應(yīng)的鋅的質(zhì)量；

解答 解：（1）A、根據(jù)原子結(jié)構(gòu)示意圖的特點(diǎn)可知：鋁的核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為13，故正確；
B、根據(jù)原子的核外電子在化學(xué)反應(yīng)中的規(guī)律特點(diǎn)可知：鋁的最外層電子數(shù)是3，且在化學(xué)反應(yīng)中易失掉3個(gè)電子而達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故正確；
C、依據(jù)地殼中元素的含有情況可知，鋁是地殼中含量最多的金屬元素，而含量最多的元素是氧；故錯(cuò)誤；
D、根據(jù)金屬鋁的性質(zhì)可知：鋁具有較好的導(dǎo)電性，所以可以用鋁制作導(dǎo)線；故正確；
故選C．
（2）赤鐵礦和一氧化碳在高溫條件下生成鐵和二氧化碳，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（3）由于鐵生銹是鐵與空氣中氧氣、水反應(yīng)，參加反應(yīng)鐵、水、氧氣的質(zhì)量總和等于生成鐵銹的質(zhì)量，所以鐵銹蝕后的質(zhì)量增加．所以不遵守質(zhì)量守恒定律的結(jié)論不正確；
（4）通常情況下鋁制品很耐腐蝕，這是因?yàn)殇X在常溫下與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使鋁的表面生成了一層致密的氧化鋁薄膜，從而阻止了內(nèi)部的鋁進(jìn)一步氧化．
（5）四種金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱關(guān)系鎂＞鋅＞鐵＞氫＞銅，鋅先和硝酸銅反應(yīng)，然后鐵和硝酸亞鐵反應(yīng)，鋅和鐵都不能和硝酸鎂反應(yīng)，向?yàn)V渣中加入稀鹽酸，看到有氣泡冒出，說明有排在氫前面的金屬剩余，則該金屬一定含有鐵，可能含有鋅，此外濾渣中一定含有置換出的銅；濾液中一定含有沒參加反應(yīng)的硝酸鎂，有鋅和硝酸銅反應(yīng)產(chǎn)生的硝酸鋅，鐵可能參加反應(yīng)，硝酸銅可能完全反應(yīng)，因此可能含有硝酸亞鐵、硝酸銅；
故答案為：鐵和銅；Mg²⁺、Zn²⁺．
（6）設(shè)黃銅樣品中鋅的質(zhì)量為x
Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑
65                      2
x                       0.2g
則$\frac{65}{2}=\frac{x}{0.2g}$，解得=6.5g
黃銅樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{10.0g-6.5g}{10.0g}$×100%=35%
故答案為：
（1）C；（2）3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；（3）由于鐵生銹是鐵與空氣中氧氣、水反應(yīng)，參加反應(yīng)鐵、水、氧氣的質(zhì)量總和等于生成鐵銹的質(zhì)量，所以鐵銹蝕后的質(zhì)量增加．所以不遵守質(zhì)量守恒定律的結(jié)論不正確；（4）鋁在常溫下與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使鋁的表面生成了一層致密的氧化鋁薄膜，從而阻止了內(nèi)部的鋁進(jìn)一步氧化；（5）鐵和銅；Mg²⁺、Zn²⁺；（6）35%．

點(diǎn)評(píng) 了解原子結(jié)構(gòu)示意圖的意義；掌握核外電子在化學(xué)反應(yīng)中的作用以及鋁的性質(zhì)是解決此類題的關(guān)鍵所在．