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．請回答下列有關(guān)金屬的問題．

（1）鐵制品銹蝕的過程，實際上是鐵與空氣中的水、氧氣等發(fā)生化學反應的過程．
（2）某化學小組用一定量AgNO₃和Al（NO₃）₃的混合溶液進行了如圖1實驗，已知溶液甲呈藍色．
①向固體乙上滴加鹽酸時沒有（填“有”或“沒有”）氣泡產(chǎn)生．
②溶液甲中一定含有哪些溶質(zhì)？（寫化學式）Al（ NO₃） ₃、Zn（ NO₃）₂、Cu（NO₃ ） ₂．
③請寫出該實驗過程中所發(fā)生反應的化學方程式．Zn+2AgNO₃=Zn（NO₃）₂+2Ag；Cu+2AgNO₃=Cu （NO₃） ₂+2Ag．
（3）某同學實驗結(jié)束時，為了回收含有CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄廢液中的有關(guān)金屬和鹽，設(shè)計了如圖2實驗方案，試回答：
Ⅰ．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．
Ⅱ．寫出步驟①中任一反應的化學方程式Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu（或Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄）．
Ⅲ．要檢驗步驟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），可用來制造電器零件及日用品．為測定某黃銅樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)（不考慮黃銅中其他雜質(zhì)），當向10g黃銅樣品粉末中加入98g稀硫酸時恰好完全反應，稱得燒杯中物質(zhì)的質(zhì)量為107.9g．請計算：
①反應生成氫氣的質(zhì)量為0.1g．
②此黃銅樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鐵的銹蝕實際是鐵與空氣中的水和氧氣共同作用的結(jié)果進行解答；
（2）根據(jù)在金屬活動性順序中，Al＞Zn＞H＞Cu＞Ag，氫前的金屬能與酸反應生成氫氣，位置在前的金屬能將位于其后的金屬從其鹽溶液中置換出來分析；
（3）Ⅰ加入過量的鋅會把溶液中的鐵與銅置換的更徹底一些．
Ⅱ步驟一中會發(fā)生兩個金屬與鹽溶液的反應．
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，只有鋅與硫酸反應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)鋅與硫酸反應的方程式，由氫氣的質(zhì)量可以求出鋅的質(zhì)量，進而求出銅的質(zhì)量和銅的質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：（1）鐵的銹蝕實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）在金屬活動性順序中，Al＞Zn＞H＞Cu＞Ag，鋅與硝酸銀反應生成硝酸鋅和銀，銅與硝酸銀反應產(chǎn)生硝酸銅和銀，而鋁的活動性最強，所以不能發(fā)生反應，所以濾液中一定含有反應生成的硝酸鋅和沒有參加反應的硝酸鋁；又因為溶液甲呈藍色，說明濾液中還一定含有硝酸銅；
①因為有硝酸銅的存在，因此就不會有比銅活動性強的鋅剩余，因此過濾、洗滌后往固體乙中加入稀鹽酸，無氣泡產(chǎn)生；
②溶液甲中含有沒參加反應的硝酸鋁，反應產(chǎn)生的硝酸鋅，硝酸銅；
③該實驗過程中所發(fā)生反應的化學方程式有：鋅與硝酸銀反應生成硝酸鋅和銀，銅與硝酸銀反應生成硝酸銅和銀，反應的方程式分別為：Zn+2AgNO₃=Zn（NO₃）₂+2Ag；Cu+2AgNO₃=Cu （NO₃） ₂+2Ag．
故答案為：①沒有；
②Al（ NO₃） ₃、Zn（ NO₃）₂、Cu（NO₃ ） ₂；
③Zn+2AgNO₃=Zn（NO₃）₂+2Ag；Cu+2AgNO₃=Cu （NO₃） ₂+2Ag．
（3）Ⅰ因為只有加入過量的鋅才會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
Ⅱ在此過程中發(fā)生了鋅與硫酸銅和鐵與硫酸銅的反應．
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中是否含有未反應的鋅，有則酸不足量，沒有則酸足量．
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)量分數(shù)為$\frac{10g-3.25g}{10g}$×100%=67.5%
答：（1）反應生成氫氣的質(zhì)量為0.1g，（2）黃銅樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)為67.5%．

點評 本題難度不大，掌握金屬活動性順序的應用，解題時只要抓住反應過程中金屬與鹽溶液的反應實質(zhì)，并結(jié)合相關(guān)的實驗過程就能順利解題．