Question

6．化学是一门研究物质的科学，我们一般从物质的存在、性质、制备、用途等方面研究一种物质或一类物质，以金属为例，请你参与其中回答相关问题．
（1）下列金属制品中，利用金属的物理性质是传热性、导电性（至少两条）．

（2）亮亮做家务时接触到一袋脱氧剂（主要成分是还原铁粉），拆开后看到还原铁粉已生锈，铁生锈的原因是铁与水、空气接触，废旧钢铁表面的铁锈可用盐酸除去，其原理是Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O（写化学方程式）．
（3）利用废旧电池铜帽（含Cu、Zn）制取海绵铜（Cu），并得到硫酸锌溶液，主要流程如图1（反应条件略去）．

已知：2Cu+2H₂SO₄+O₂═2CuSO₄+2H₂O
①A-E中含铜、锌两种元素的物质有A、C（填字母序号）．
②我国早在西汉时期，就有“曾青得铁则化为铜”的记述，该反应的化学方程式可表示为Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu．
（4）炼铁产生的废渣中含有大量CuS，及少量铁和铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产CuCl₂的流程图如图2所示：

①在Ⅱ中CuS、NaCl和O₂在高温条件下反应生成了CuCl₂和Na₂SO₄，其反应的化学方程式是CuS+2NaCl+2O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CuCl₂+Na₂SO₄．
②Ⅲ的操作名称是过滤，分离混合物的一般思路，首先分析混合物的组成成分，寻找各成分的差异，然后利用其差异选择合适方法进行分离，该方法就是利用混合物中不同成分颗粒的大小差异进行分离的方法．
（5）等质量的A、B两种金属分别与等质量溶质质量分数的稀盐酸充分反应，反应产生气体的质量与反应时间的关系如图3所示，若A、B为Mg、Zn中的一种，则A是Mg，反应结束后只有一种金属剩余，则剩余金属为Mg．

Answer 1

分析 （1）根据金属的性质和用途分析判断；
（2）根据铁生锈的条件和除锈的原理分析回答；
（3）根据题意可知，含Cu、Zn铜帽与稀硫酸和氧气反应生成了硫酸铜和硫酸锌的混合液A，根据实验的目的，为了得到铜和硫酸锌，应向A溶液加入过量的锌，通过过滤得到了硫酸锌溶液和铜锌的固体混合物C，为了得到铜和硫酸锌，应加入稀硫酸，据此分析有关的问题；
（4）①根据题干中反应物、生成物，写出反应的化学方程式；
②根据过滤的原理分析回答；
（5）根据金属的活动性和金属与酸反应的质量关系分析判断．

解答 解：（1）在金属制品中，铁锅和铜导线分别利用了金属的物理性质是传热性、导电性；
（2）铁生锈的原因是铁与水、空气接触，废旧钢铁表面的铁锈可用盐酸除去，其原理是铁锈的主要成分是氧化铁，与盐酸反应生成氯化铁和水，反应的化学方程式是：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O．
（3）由题意可知，含Cu、Zn铜帽与稀硫酸和氧气反应生成了硫酸铜和硫酸锌的混合液A，根据实验的目的，为了得到铜和硫酸锌，应向A溶液加入过量的锌，通过过滤得到了硫酸锌溶液和铜锌的固体混合物C，为了得到铜和硫酸锌，应加入稀硫酸，所以：
①由上述分析可知，溶液A是硫酸铜和硫酸锌的混合物，固体C是铜和锌的混合物．所以，含铜、锌两种元素的有AC；
②我国早在西汉时期，就有“曾青得铁则化为铜”的记述，该反应的化学方程式可表示为：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu．
（4）①在Ⅱ中CuS、NaCl和O₂在高温条件下反应生成了CuCl₂和Na₂SO₄，其反应的化学方程式是：CuS+2NaCl+2O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CuCl₂+Na₂SO₄．
②Ⅲ的操作能将固液分开，名称是过滤，分离混合物的一般思路，首先分析混合物的组成成分，寻找各成分的差异，然后利用其差异选择合适方法进行分离，该方法就是利用混合物中不同成分颗粒的大小差异进行分离的方法．
（5）由于镁的活动性大于锌．与等质量酸反应时镁反应的时间短，所以，A是镁；由于镁、锌在化合物中的化合价相同，相对原子质量镁的较小，产生等质量的氢气，镁反应的质量较小，若反应结束后只有一种金属剩余，则剩余金属为Mg．
故答为：：（1）传热性、导电性；
（2）铁与水、空气接触，Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O．
（3）①AC；②Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu．
（4）①CuS+2NaCl+2O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CuCl₂+Na₂SO₄．②过滤，颗粒的大小．
（5）Mg，Mg．

点评 本题以实验设计流程的形式让学生去利用金属活动性顺序表解决有关金属化学性质的问题，有一定的难度，解题的关键是熟练运用金属活动性的顺序意义和掌握金属锈蚀的条件．