Question

（1）金属材料的使用
①人类进入铁器时代要比青铜器时代晚得多，这与______有关（填序号）．
A．金属的活动性　　 B．金属的导电性　　　 C．金属的导热性　　　 D．地壳中金属元素的含量
②人类一般使用铜合金多于纯铜，因为铜合金的熔点要比铜低，硬度要比铜______ （填“大”或“小”）．
（2）金属的结构
图1是铝的原子结构示意图．在化学反应中铝原子易______（填“得到”或“失去”）电子达到稳定结构，因此化合物中铝元素通常显______价．
（3）金属的活动性
①请将铜、铝、铁三种金属的元素符号填写在下列金属活动性顺序图2中的相应位置．
②要快捷验证铜、铝、铁的活动性顺序，某同学已经选择了打磨过的铁丝，你认为他还需要的其它试剂是______．
③镁、铝、铁三种金属单质与足量的稀硫酸反应，生成等质量的氢气，需要消耗的金属质量由多到少的顺序是______
（4）金属的锈蚀
①铝的活动性比铁强，但铝在空气中却表现出良好的抗腐蚀性能，其原因是______．
②铁在潮湿的空气中容易锈蚀，为了防止铁制品锈蚀，人们常采用______的方法（任写一种）来达到目的．生锈的铁制品放入盛有过量稀盐酸的洗槽中，观察到溶液变黄，一段时间后，有无色气泡逸出．溶液变黄的化学反应方程式是：______．
③铜表面也容易生锈成铜绿，其主要成分是碱式碳酸铜[Cu₂（OH）₂CO₃]．铜生锈除了与氧气和水有关外，还与空气中的______有关．
（5）金属的冶炼
①西汉时期我国的劳动人民又发明了“湿法炼铜”，即“曾青得铁则化为铜”请用反应方程式表示其冶炼原因_______．
②小章同学准备在实验室用图3所示装置模拟工业炼铁．请你据此回答：
实验中玻璃管内的现象为：______，反应的化学方程式是______；
③某同学实验完成后，发现过量的澄清石灰水增重0.88g，则该同学通入装置的CO气体质量一定要大于______g（保留小数点后两位）．

Answer 1

解：（1）①金属的开发和大规模利用的时间早晚与金属的活动性有关，金属越活泼，冶炼难度越大，开发和利用的时间越晚，故选择A；
②合金的熔点要比各成分金属的熔点低，硬度大，所以青铜乃铜锡合金，其熔点要比铜低，硬度要比铜大；
（2）在铝原子结构示意图中看出最外层电子数为3，该元素的原子在化学反应中一般要失去3个电子而形成稳定结构，因而表现出的化合价为+3价；
（3）①根据铜、铝、铁三种金属的活动性强弱关系铝＞铁＞氢＞铜，可判断顺序表最左端空格内为铝，接下来的空格内为铁，最右端为铜；
②证明铜、铝、铁的活动性顺序选择一种金属和另两种金属的盐溶液，所以除了铁丝外，可以选择铝和铜的盐溶液，如AlCl₃、CuCl₂溶液，将铁丝伸入AlCl₃、CuCl₂溶液中，观察到在CuCl₂溶液铁的表面有红色的物质生成，而在AlCl₃溶液中无现象，则可以判断金属铁的活动性顺序比铜强，比铝弱；
③解：由镁、铝、铁三种金属分别与足量的稀盐酸反应的化学方程式Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑，Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑，2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑可知，每生成一克氢分子与需要这几种物质的比为：
Fe--1：28，Al--1：9，Mg--1：12，所以要产生相等质量的氢气，需要的铁质量最多，镁次之，铝最少；
（4）①铝的活动性比铁强，但铝在空气中却表现出良好的抗腐蚀性，是因为铝容易与空气中的氧气发生反应，会生成一层致密的氧化铝膜覆盖在铝的表面，阻止反应的进行，所以具有良好的抗腐蚀性；
②铁生锈是铁与空气中的氧气和水等物质共同作用的结果，生活中常用的铁制品防锈方法有：在铁制品表面涂上一层保护膜，在铁制品表面镀上一层其他金属，改变铁制品的内部结构，将其制成不锈钢等合金等；
生锈的铁制品放入盛有过量稀盐酸的洗槽中，观察到溶液变黄，是与铁锈反应生成氯化铁的缘故；一段时间后，有无色气泡逸出，是与铁反应产生氢气的缘故．所以溶液变黄的化学反应方程式是：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；
（5）①“湿法炼铜”，即“曾青得铁则化为铜”是铁和硫酸铜反应产生硫酸亚铁和铜，反应的方程式为：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
②一氧化碳还原氧化铁（红色）产生铁（黑色）和二氧化碳，因此实验中玻璃管内的现象为：红色固体变黑色；反应的方程式为：3CO+Fe₂O₃ 2Fe+3CO₂；
③根据石灰水增重的0.88g就是产生的二氧化碳的质量
设生成0.88g二氧化碳需要一氧化碳的质量为x
3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂
84 132
x 0.88g
= x=0.56g
但在实际操作中需要多通入一氧化碳用于排空气，防止发生爆炸，后还通一氧化碳至冷却，防止氧化，故通入装置的CO气体质量一定要大于0.56g．
故答案为：（1）①A ②大
（2）失去+3
（3）①Al Fe Cu ②AlCl₃、CuCl₂溶液（答案合理即可） ③铁＞镁＞铝
（4）①铝表面有一层致密的氧化膜 ②涂油（答案合理即可）
Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O ③CO₂
（5）Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu ①红色固体变黑色 3CO+Fe₂O₃ 2Fe+3CO₂
②0.56 g
分析：（1）①根据金属的开发和大规模利用的时间早晚与金属的活动性有关，金属越活泼，冶炼难度越大，开发和利用的时间越晚进行解答；
②根据合金的熔点要比各成分金属的熔点低，硬度大进行解答；
（2）根据原子结构示意图中的最外层电子数判定其得失电子的程度难易及数量，从而得到离子所带的电荷数及元素的化合价；
（3）①根据金属活动性顺序，将铜、铝、铁三种金属的元素符号填金属活动性顺序表中的相应位置；
②证明铜、铝、铁的活动性顺序根据选择的金属铁丝和另两种金属的盐溶液即可完成探究；
③根据三种金属与酸反应的关系分析；
（4）①铝的活动性比铁强，但比铁耐腐蚀，要从形成保护膜角度考虑；
②根据铁生锈的条件及其防护措施分析解答；根据铁锈和稀盐酸反应的现象及原理书写方程式；
（5）①根据“湿法炼铜”，即“曾青得铁则化为铜”的原理是铁和硫酸铜反应，写出反应的方程式；
②根据一氧化碳还原氧化铁的原理描述现象及书写方程式；
③根据一氧化碳还原氧化铁中一氧化碳的作用分析并计算．
点评：本题综合性的考查了有关金属的活动性顺序、金属的冶炼、生锈、除锈及相关的计算，难度不大，利用相关的知识逐一解答即可．