Question

10．金屬用途廣泛，其結構和性質等是化學的重要研究內容．

（1）如圖1是鋁的原子結構示意圖．下列說法不正確的是C．
A．鋁原子的質子數(shù)為13        B．在化合物中鋁通常顯+3價
C．鋁是地殼中含量最多的元素   D．鋁可作導線是由于它具有良好的導電性
（2）某化學小組用一定量的AgNO₃和Cu（NO₃）₂混合溶液進行了如圖2實驗，并對溶液A和固體B的成分進行了分析和研究．
【提出問題】溶液A中的溶質可能有哪些？
【做出猜想】①只有Zn（NO₃）₂            ②Zn（NO₃）₂、AgNO₃
③Zn（NO₃）₂、Cu（NO₃）₂    ④Zn（NO₃）₂、Cu（NO₃）₂、AgNO₃
【交流討論】不合理的猜想是②（填標號），其理由是猜想②中無硝酸銅，說明Cu（NO₃）₂ 已與鋅反應生成Cu，而銅能與硝酸銀反應，所以不可能存在硝酸銀．
【實驗探究】若猜想①成立，通過以下實驗可確定固體B的成分，請將下表填寫完整．

實驗步驟	現(xiàn)象	有關反應的化學方程式
取少量固體B，滴加稀鹽酸	有氣泡產生	Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑

（3）圖3是工業(yè)煉鐵示意圖．其中，焦炭的作用是燃燒提供能量和制取CO；
（4）有鐵生成的化學方程式為Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（5）稱取12.5g石灰石（主要成分是CaCO₃，雜質不參與反應）放入燒杯中，向其中加入50g稀鹽酸，二者恰好完全反應．反應結束后稱量燒杯中剩余物質的總質量為58.1g
（包括燒杯的質量，且氣體的溶解度忽略不計）．試計算石灰石中雜質的質量分數(shù)．

Answer 1

分析 （1）根據鋁原子結構示意圖和地殼中最多的元素，能做導線的原因考慮本題；
（2）【交流討論】根據銅能與硝酸銀反應考慮是否存在硝酸銀；只要是鋅過量濾液中只含有硝酸鋅，檢驗鋅過量就是利用鋅與酸反應來考慮；
【實驗探究】根據實驗現(xiàn)象可以知道應該加入稀鹽酸，同時可以判斷出鋅是過量的，所發(fā)生的反應為鋅和稀鹽酸的反應，可以據此完成解答；
（3）根據焦炭的作用考慮；
（4）根據方程式的寫法寫出反應原理；
（5）根據質量守恒定律，反應前后減少的質量為二氧化碳的質量，利用碳酸鈣與鹽酸反應的化學方程式，根據二氧化碳的質量可求出碳酸鈣的質量，進而可求樣品中雜質的質量，即可求出石灰石中雜質的質量分數(shù)．

解答 解：（1）原子結構示意圖中圓圈內數(shù)字就是質子數(shù)；所以鋁原子質子數(shù)是13；由于鋁原子最外層電子數(shù)是3易失去3個電子，顯+3價；地殼中含量最多的元素是氧；鋁做導線就是因為鋁具有導電性；
（2）猜想②中無硝酸銅，說明Cu（NO₃）₂ 已與鋅反應生成Cu，而銅能與硝酸銀反應，所以有銅剩余時不可能存在硝酸銀，也就是說只要有硝酸銀時，一定也含有硝酸銅；所以猜想②是錯誤的；
如果猜想①成立說明鋅把硝酸銀、硝酸銅都反應完了，根據實驗現(xiàn)象可以知道應該加入稀鹽酸，同時可以判斷出鋅是過量的，所發(fā)生的反應為鋅和稀鹽酸的反應，反應物是鋅和鹽酸，生成物是氯化鋅和氫氣，該反應的化學方程式為：Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑．
（3）因為焦炭燃燒放出大量的熱，給煉鐵提供熱量，同時碳燃燒生成二氧化碳，碳再與二氧化碳反應生成一氧化碳，所以制取一氧化碳，一氧化碳再作為煉鐵的還原劑；
（4）一氧化碳與氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳；
（5）依據質量守恒定律可知生成CO₂的質量為：12.5g+50 g-58.1g=4.4g
設石灰石中CaCO₃的質量為x．
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O
100               44
 x                4.4g
$\frac{100}{x}=\frac{44}{4.4g}$
x=10g
所以樣品中雜質的質量是12.5g-10g=2.5g
石灰石中雜質的質量分數(shù)為：$\frac{2.5g}{12.5g}$×100%=20%

故答案為：（1）C；
（2）【交流討論】②；猜想②中無硝酸銅，說明Cu（NO₃）₂ 已與鋅反應生成Cu，而銅能與硝酸銀反應，所以不可能存在硝酸銀；
【實驗探究】

實驗步驟	現(xiàn)象	結論
稀鹽酸		Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑．

（3）制取CO；（4）Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；（5）答：石灰石中雜質的質量分數(shù)為20%．

點評 本題考查了原子結構示意圖、化學方程式的書寫和根據化學方程式的計算，側重知識的綜合應用．