Question

金屬與人類的生活和生產(chǎn)密切相關(guān)．
（1）鋁、鐵、銅是人類廣泛使用的三種金屬，人類大規(guī)模開發(fā)利用這三種金屬的先后排列順序與

 

因素有關(guān)
A．地殼中金屬的含量　　　B．金屬的活動性　　　　C．金屬的熔點
（2）鐵制品在潮濕的空氣中容易生銹是因為鐵容易和空氣中的

 

和

 

發(fā)生反應(yīng)．
（3）某工廠將含有CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄的廢液經(jīng)重新處理回收有關(guān)金屬和化合物，設(shè)計如圖工藝流程圖，請據(jù)圖回答
a．步驟①和④需要進行的操作為

 

，固體A中一定有的物質(zhì)為

 

b、步驟①中鋅粉必須過量的原因是

 

c．檢驗步驟④中加入的稀硫酸是否足量的方法是

 

d．請寫出步驟④中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式

 

e、稱取20g固體C放入燒杯中，向其中加入100g稀硫酸，二者恰好完全反應(yīng)．反應(yīng)結(jié)束稱量燒杯中剩余物質(zhì)的總質(zhì)量為119.6g（不包括燒杯的質(zhì)量且氣體溶解忽略不計）．試計算所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

考點：金屬活動性順序及其應(yīng)用,有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的簡單計算,金屬的化學(xué)性質(zhì),金屬銹蝕的條件及其防護,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算

專題：金屬與金屬材料

分析：（1）根據(jù)已有的金屬的知識進行分析，金屬的活動性越強，冶煉的程度越難，利用的越晚；
（2）鋼鐵生銹的條件是鋼鐵與氧氣和水同時接觸．酸性溶液、堿性溶液、鹽溶液能促進金屬生銹．
（3）根據(jù)廢液中成分CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄ ，可知加入過量的鋅粉是把能與鋅反應(yīng)的物質(zhì)都反應(yīng)掉；根據(jù)鋅與硫酸反應(yīng)的方程式考慮；步驟④中加入的稀硫酸是為了和鋅反應(yīng)，主要看是否有沒反應(yīng)的鋅就行；欲求反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)，需求出反應(yīng)后的溶液氯化鈣溶液中氯化鈣的質(zhì)量．

解答：解：（1）由題可知，在金屬活動性順序表中，三種金屬的活動性是鋁＞鐵＞銅，銅的活動性最弱，銅利用的最早，鋁最活潑．但鋁開發(fā)利用的時間在后，說明金屬大規(guī)模開發(fā)、利用的先后順序與金屬含量無關(guān)，同時與金屬的熔點也無關(guān)，而是與金屬活動性有關(guān)．
（2）鐵容易和空氣中的氧氣和水蒸氣發(fā)生反應(yīng)而生銹．
（3）a、步驟①和④都是講固體和液體分開，操作為過濾；鋅可以置換硫酸銅中的銅，能與硫酸亞鐵反應(yīng)生成硫酸鋅和鐵，由于鋅粉過量，所以鋅會完全置換硫酸銅中的銅和硫酸亞鐵中的鐵，濾渣A中一定有銅、鐵和鋅；
b、根據(jù)廢液中成分CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄ ，可知加入過量的鋅粉是把能與鋅反應(yīng)的物質(zhì)都反應(yīng)掉，鋅可以與硫酸銅反應(yīng)，鋅可以與硫酸亞鐵反應(yīng)，所以步驟①中鋅粉必須過量的原因是將廢液中的Cu²⁺和Fe²⁺全部置換出來；
c、步驟④中加入的稀硫酸是為了和鋅反應(yīng)，主要看是否有沒反應(yīng)的鋅就行，所以步驟④中加入的稀硫酸是否足量的方法是：取步驟④的濾渣于試管中，加入少量稀硫酸，若有氣泡產(chǎn)生則酸不足量，否則酸足量；
d、根據(jù)鋅與硫酸反應(yīng)，生成物是氫氣和硫酸鋅，寫出方程式即可；
e、設(shè)生成的硫酸鋅的質(zhì)量為x，參加反應(yīng)的鋅的質(zhì)量為y．
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65        161   2
y         x    0.4g  

65

y

=

2

0.4g

y=13g

161

x

=

2

0.4g

x=32.2g
所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為：

32.2g

100g+13g-0.4g

×100%=28.6%；
故答案為：（1）B；（2）氧氣；水蒸氣；（3）a、過濾；銅、鐵和鋅；b、將廢液中的Cu²⁺和Fe²⁺全部置換出來；c、取步驟④的濾渣于試管中，加入少量稀硫酸，若有氣泡產(chǎn)生則酸不足量，否則酸足量；d、Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；e、28.6%

點評：本題主要考查了化學(xué)方程式的書寫及其正確分析實驗方面的內(nèi)容，完成此題，可以依據(jù)金屬活動性順序及其意義進行．