题目内容

铝、铜、铁是人类应用广泛的三种金属．若要验证铜、铁、铝的活动性顺序，某同学已经选择了打磨过的铁丝，你认为他还需要的另外两种溶液是和．
（1）这三种金属铜、铁、铝的活动性由强到弱的顺序是；
（2）写出发生反应的化学方程式．
（3）合成气（CO和H₂）可用于制备被称为21世纪新型燃料的二甲醚，还可用于冶炼金属，其部分生产过程示意图如图：

①二甲醚（CH₃OCH₃）可由合成气（CO和H₂）在一定的条件下制得，可用于2012年伦敦奥运会火炬的燃料．则二甲醚由元素组成，其元素质量比为：．
②写出合成气在冶炼铁的生产过程中发生反应的化学方程式．（写一个）
③该生产流程中可以循环使用的物质是．

解：由铝、铜、铁的金属活动性顺序可以知道，在有铁丝的情况下来验证这三种金属的活动性顺序，应选择硫酸铜溶液和硫酸铝溶液．
（1）可把打磨过的铁丝分别插入硫酸铜溶液、硫酸铝溶液中，铁丝能置换出硫酸铜中的铜却不能置换硫酸铝中的铝，从而得到三种金属的活动性顺序为：铝＞铁＞铜；
（2）由于上述分析可知，铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，反应的化学方程式为：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．
（3）①二甲醚（CH₃OCH₃）是由碳、氢、氧三种元素组成，其中碳、氢、氧三种元素质量比为：（12×2）：（1×6）：16=12：3：8．
②合成气在冶炼铁的生产过程中发生反应的化学方程式是：3CO+Fe₂O₃ $\text{[math]}$ 2Fe+3CO₂，3H₂+Fe₂O₃ $\text{[math]}$ 2Fe+3H₂O．
③由生产流程中的反应可知，高温尾气中CO₂、H₂O经过催化重整得到了合成气CO、H₂，合成气经过与氧化铁高温反应又生成了高温尾气，所以，该生产流程中可以循环使用的物质是CO、CO₂、H₂、H₂O．
故答为：硫酸铜，硫酸铝；（1）铝＞铁＞铜；（2）Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；（3）①碳、氢、氧三种，12：3：8；②3CO+Fe₂O₃ $\text{[math]}$ 2Fe+3CO₂，3H₂+Fe₂O₃ $\text{[math]}$ 2Fe+3H₂O；③CO、CO₂、H₂、H₂O．
分析：（1）根据金属与盐溶液反应的规律，结合“三取中”的常用验证金属活动性的方法，可取铁丝与铜、铝的盐溶液进行反应．
（2）根据铁和硫酸铜的反应写出反应的方程式；
（3）①根据二甲醚的化学式分析计算；
②在高温条件下，一氧化碳和氢气能与氧化铁反应，写出反应的方程式；
③根据生产流程中的反应分析，分析可以循环使用的物质．
点评：本题是一道综合性实验探究题，对培养学生分析问题解决问题的能力有一定的提高．