Question

18．金屬材料與人類的生產和生活密切相關，試完成下列各題．
Ⅰ．鋁熱劑是鋁粉和氧化鐵粉末的混合物，引燃鋁熱劑，發(fā)生反應生成鐵和氧化鋁，此反應過去用于焊接鋼軌．
（1）引燃鋁熱劑反應的化學方程式為：Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，此過程中鐵元素的化合價由+3價變?yōu)?價．
（2）CO也能與氧化鐵發(fā)生類似反應，寫出反應的化學方程式：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；欲檢驗生成的氣體產物，通常利用的原理用化學方程式表示為：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
Ⅱ．黃銅是Zn以主要添加元素的銅合金，黃銅渣中約含Zn7%、ZnO31%、Cu50%、CuO5%，其余為雜質，處理黃銅渣可得到硫酸鋅，其主要流程如下（雜質不溶于水、不參與反應）：

已知：ZnO+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂O；CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O．
（1）步驟Ⅰ中產生氣體的化學方程式為Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑．
（2）溶液A中的溶質有ZnSO₄、CuSO₄、H₂SO₄（填化學式）．
（3）步驟Ⅰ、Ⅱ中均包含的操作名稱為過濾，此操作要用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和漏斗．
（4）溶液A大于（填“大于”、“小于”或“等于”）溶液C的質量．

Answer 1

分析 I．（1）根據(jù)鋁和氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和氧化鋁，以及化合價原則求出元素的化合價；
（2）根據(jù)一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳，二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水進行分析；
II．（1）根據(jù)鋅和稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣進行分析；
（2）根據(jù)氧化銅和稀硫酸反應生成硫酸銅和水，氧化鋅和稀硫酸反應生成硫酸鋅和水，加入的稀硫酸是過量的進行分析；
（3）根據(jù)分離混合物的方法以及過濾和蒸發(fā)操作中需要的儀器進行分析；
（4）根據(jù)反應的化學方程式進行分析．

解答 解：I．（1）鋁和氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和氧化鋁，化學方程式為：Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，在氧化鐵中鐵元素的化合價為+3價，在鐵中元素的化合價為0價，所以此過程中鐵元素的化合價由+3價變?yōu)?價；
（2）一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳，化學方程式為：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，化學方程式為：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
II．（1）鋅和稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，化學方程式為：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（2）氧化銅和稀硫酸反應生成硫酸銅和水，氧化鋅和稀硫酸反應生成硫酸鋅和水，加入的稀硫酸是過量的，所以溶液A中的溶質有：ZnSO₄、CuSO₄、H₂SO₄；
（3）由圖可知，操作Ⅰ過濾除去銅和雜質，操作Ⅱ過濾是除去鋅和置換出的銅，此操作要用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和漏斗；
（4）A到C的過程中發(fā)生的反應是：Zn+CuSO₄=Cu+ZnSO₄，
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由此可見，鋅置換出了溶液中的銅，溶液的質量增重了．
故答案為：I．（1）Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，+3，0；
（2）Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
II．（1）Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（2）ZnSO₄、CuSO₄、H₂SO₄；
（3）過濾，漏斗；
（4）大于．

點評 本題重點考查了金屬活動性順序及其應用，了解相關知識即可正確解答．