Question

18．金屬在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有著很重要的作用．請(qǐng)回答下列有關(guān)金屬的問(wèn)題．

（1）鐵制品銹蝕的過(guò)程，實(shí)際上是鐵與空氣中的水、氧氣等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程．
（2）某化學(xué)小組用一定量AgNO₃和Al（NO₃）₃的混合溶液進(jìn)行了如圖1實(shí)驗(yàn)，已知溶液甲呈藍(lán)色．
①向固體乙上滴加鹽酸時(shí)沒(méi)有（填“有”或“沒(méi)有”）氣泡產(chǎn)生．
②溶液甲中一定含有哪些溶質(zhì)？（寫(xiě)化學(xué)式）Al（ NO₃） ₃、Zn（ NO₃）₂、Cu（NO₃ ） ₂．
③請(qǐng)寫(xiě)出該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式．Zn+2AgNO₃=Zn（NO₃）₂+2Ag；Cu+2AgNO₃=Cu （NO₃） ₂+2Ag．
（3）某同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，為了回收含有CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄廢液中的有關(guān)金屬和鹽，設(shè)計(jì)了如圖2實(shí)驗(yàn)方案，試回答：
Ⅰ．步驟①中鋅粉必須過(guò)量的原因是將廢液中的Cu²⁺和Fe²⁺全部置換出來(lái)．
Ⅱ．寫(xiě)出步驟①中任一反應(yīng)的化學(xué)方程式Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu（或Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄）．
Ⅲ．要檢驗(yàn)步驟④中加入的稀硫酸是否足量的方法取步驟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（或若無(wú)氣泡產(chǎn)生，則酸已足量）．．
（4）黃銅是銅和鋅的合金（Cu-Zn），可用來(lái)制造電器零件及日用品．為測(cè)定某黃銅樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（不考慮黃銅中其他雜質(zhì)），當(dāng)向10g黃銅樣品粉末中加入98g稀硫酸時(shí)恰好完全反應(yīng)，稱得燒杯中物質(zhì)的質(zhì)量為107.9g．請(qǐng)計(jì)算：
①反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量為0.1g．
②此黃銅樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鐵的銹蝕實(shí)際是鐵與空氣中的水和氧氣共同作用的結(jié)果進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)在金屬活動(dòng)性順序中，Al＞Zn＞H＞Cu＞Ag，氫前的金屬能與酸反應(yīng)生成氫氣，位置在前的金屬能將位于其后的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)分析；
（3）Ⅰ加入過(guò)量的鋅會(huì)把溶液中的鐵與銅置換的更徹底一些．
Ⅱ步驟一中會(huì)發(fā)生兩個(gè)金屬與鹽溶液的反應(yīng)．
Ⅲ步驟④中的酸是否足量主要看固體D中是否含有未反應(yīng)的鋅．
（4）①根據(jù)黃銅的成分銅和鋅的性質(zhì)可知，加入稀硫酸時(shí)，只有鋅與硫酸反應(yīng)生成了硫酸鋅和氫氣，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，減少的質(zhì)量就是生成的氫氣的質(zhì)量；
②根據(jù)鋅與硫酸反應(yīng)的方程式，由氫氣的質(zhì)量可以求出鋅的質(zhì)量，進(jìn)而求出銅的質(zhì)量和銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）鐵的銹蝕實(shí)際是鐵與空氣中的水和氧氣共同作用的結(jié)果；故填：水、氧氣；
（2）在金屬活動(dòng)性順序中，Al＞Zn＞H＞Cu＞Ag，鋅與硝酸銀反應(yīng)生成硝酸鋅和銀，銅與硝酸銀反應(yīng)產(chǎn)生硝酸銅和銀，而鋁的活動(dòng)性最強(qiáng)，所以不能發(fā)生反應(yīng)，所以濾液中一定含有反應(yīng)生成的硝酸鋅和沒(méi)有參加反應(yīng)的硝酸鋁；又因?yàn)槿芤杭壮仕{(lán)色，說(shuō)明濾液中還一定含有硝酸銅；
①因?yàn)橛邢跛徙~的存在，因此就不會(huì)有比銅活動(dòng)性強(qiáng)的鋅剩余，因此過(guò)濾、洗滌后往固體乙中加入稀鹽酸，無(wú)氣泡產(chǎn)生；
②溶液甲中含有沒(méi)參加反應(yīng)的硝酸鋁，反應(yīng)產(chǎn)生的硝酸鋅，硝酸銅；
③該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式有：鋅與硝酸銀反應(yīng)生成硝酸鋅和銀，銅與硝酸銀反應(yīng)生成硝酸銅和銀，反應(yīng)的方程式分別為：Zn+2AgNO₃=Zn（NO₃）₂+2Ag；Cu+2AgNO₃=Cu （NO₃） ₂+2Ag．
故答案為：①?zèng)]有；
②Al（ NO₃） ₃、Zn（ NO₃）₂、Cu（NO₃ ） ₂；
③Zn+2AgNO₃=Zn（NO₃）₂+2Ag；Cu+2AgNO₃=Cu （NO₃） ₂+2Ag．
（3）Ⅰ因?yàn)橹挥屑尤脒^(guò)量的鋅才會(huì)把溶液中的鐵與銅置換的更徹底一些．
故答案為：將廢液中的Cu²⁺和Fe²⁺全部置換出來(lái)
Ⅱ在此過(guò)程中發(fā)生了鋅與硫酸銅和鐵與硫酸銅的反應(yīng)．
故答案為：Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu（或Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄）
Ⅲ步驟④中的酸是否足量主要看固體D中是否含有未反應(yīng)的鋅，有則酸不足量，沒(méi)有則酸足量．
故答案為：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（或若無(wú)氣泡產(chǎn)生，則酸已足量）．
（4）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，生成的氫氣的質(zhì)量為：98g+10g-107.9g=0.1g
（2）設(shè)樣品中Zn的質(zhì)量為x．
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65                          2
x                            0.1g
$\frac{65}{x}=\frac{2}{0.1g}$
x=3.25g
銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{10g-3.25g}{10g}$×100%=67.5%
答：（1）反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量為0.1g，（2）黃銅樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為67.5%．

點(diǎn)評(píng) 本題難度不大，掌握金屬活動(dòng)性順序的應(yīng)用，解題時(shí)只要抓住反應(yīng)過(guò)程中金屬與鹽溶液的反應(yīng)實(shí)質(zhì)，并結(jié)合相關(guān)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程就能順利解題．