题目内容

19.金属材料有着广泛的用途.
(1)图1所示用品中,利用金属导电性的是B(填字母序号).
(2)下表是一些金属的熔点数据.

金属铜锌锡铅铋镉
熔点/℃1083419.6231.9327.5271.3320.9
铅锡合金中某种金属的质量分数与合金的熔点有如图2所示的关系,其中横坐标表示的是Sn(填化学式)的质量分数;当合金熔点最低时,合金中铅与锡的质量比为2:3.
(3)新型材料纳米级Fe粉在空气中易自燃,能用作高效催化剂,实验室采用还原法制备纳米级Fe粉,流程如图3:
①铁丝在空气中只能灼成红热、离火变冷,而纳米级Fe粉在空气中易自燃,说明物质燃烧的剧烈程度与药品的状态(可燃物与氧气的接触面积)有关.
②写出Ⅱ中用氢气从FeCl2置换出铁的反应方程式H2+FeCl2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+2HCl.
在Ⅱ中通入氮气的目的是排尽空气,防止生成的铁粉被反应.
(4)一般情况下,两种活动性不同的金属在潮湿的环境中接触时,活动性较强的金属首先被腐蚀.造船工业为避免轮船的钢铁外壳被腐蚀,通常在轮船外壳镶嵌的金属是D.(填编号)
A、银块   B、铜块   C、锡块   D、锌块
(5)用下列试剂探究不同金属与酸反应的速率不同:锌片、铁片、5%盐酸.取质量相等的上述两种金属(表面积相同),分别放入溶质质量分数5%的足量稀盐酸中.

①线B对应的金属是Zn.
②线A对应的金属与稀盐酸反应的化学方程式Fe+2HCl═FeCl2+H2↑.
(6)某兴趣小组的同学将一块不纯的铁片5.6g投入到足量的稀盐酸中,充分反应后生成了0.2g气体,则该铁片中混有的杂质一定不可能是D.
A、铝和锌    B、镁和锌    C、镁和铜    D、锌和铜.

分析 (1)根据已有的知识进行分析,金属具有导电性,可以用作导线;
(2)根据横坐标质量分数为零时熔点要比质量分数为100%时熔点高考虑本题;根据合金熔点最低时铅和锡的含量考虑;
(3)根据题干可知,铁丝和铁粉的状态(可燃物与氧气的接触面积)不同,燃烧的剧烈程度也不同;生成纳米级Fe粉是由氢气高温还原氯化亚铁得到的;以及在高温下生成的铁易被氧气氧化,故需要使用保护气;
(4)根据信息活泼性强的金属首先被腐蚀的变化规律,为了避免轮船的钢质外壳被腐蚀,通常在轮船外壳上镶嵌的金属活动性应比铁的活动性强;
(5)可从反应速率和氢气生成量两的方面来判断,锌的反应速率要比铁快,由关系式计算可知m克铁生成m/28克氢气,m克锌可生成m/32克氢气,锌反应比铁快生成氢气少;铁反反应最慢生成氢气量多;
(6)可以根据各种杂质与稀盐酸相互作用的情况碱性分析、判断,从而得出正确的结论.

解答 解:(1)铜制成导线是利用铜的导电性,故填:B;
(2)横坐标质量分数为零时熔点要比质量分数为100%时熔点高,因为铅的熔点比锡的熔点高,所以横坐标表示锡的质量分数;合金熔点最低时锡占60%,所以铅占40%,合金中铅与锡的质量比为40%:60%=2:3;
(3)①铁丝和铁粉的状态不同,铁丝在空气中只能灼成红热、离火变冷,而纳米级Fe粉在空气中易自燃,说明物质燃烧的剧烈程度与药品的状态(可燃物与氧气的接触面积)有关;
②在高温的条件下,H2与FeCl2反应,可生成纳米铁粉和氯化氢气体,反应的方程式为:H2+FeCl2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+2HCl;在高温条件下生成的铁易被氧气氧化,所以需要使用保护气,防止铁粉与空气中的氧气接触自燃;
(4)根据两种活动性不同的金属在潮湿的环境中接触时,活动性强的金属首先被腐蚀,而在银、铜、锡、锌四种金属中,锌的活动性比铁强;可得知,为了避免轮船的钢铁外壳被腐蚀,通常在轮船外壳镶嵌的金属的活动性比铁强的锌;故选D;
(5)锌的反应速率要比铁快,并且由化学方程式Fe+2HCl═FeCl2+H2↑ Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑可知m克铁生成m/28克氢气,m克锌可生成m/32克氢气,图中B线反应快生成氢气少,可知对应的金属为锌;A线反应速率比锌慢可知为铁故答案为:Zn、Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
(6)5.6g铁与稀盐酸完全反应时,能够生成0.2g氢气;
如果杂质是铝和锌,根据化学方程式可以计算,5.6g铝和稀盐酸完全反应时能够生成0.62g氢气,5.6g锌和稀盐酸完全反应时能够生成0.17g氢气,5.6g铝、锌分别于稀盐酸完全反应时,生成的氢气的质量一个大于0.2g,一个小于0.2g,所以铁中可能含有铝和锌;
以此类推,铁中可能含有镁和锌;
铜不能与稀盐酸反应,5.6g镁与稀盐酸反应时生成的氢气的质量大于0.2g,所以铁中可能含有镁和铜;
5.6g锌和稀盐酸完全反应时能够生成0.17g氢气,铜不能与稀盐酸反应,所以当铁中含有锌和铜时,生成氢气的质量应该小于0.2g;
综上所述,该铁片中混有的杂质一定不可能是锌和铜.
故选:D
故答案为:(1)B(2)Sn;2:3;(3)①药品的状态(可燃物与氧气的接触面积);
②H2+FeCl2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+2HCl;排尽空气,防止生成的铁粉被反应;
(4)D
(5)Zn、Fe+2HCl═FeCl2+H2↑;排尽空气,防止生成的铁粉被反应;
(6)D.

点评 本题考查了金属铁的有关性质,完成此题,可以结合题干提供的信息和已学的铁的有关性质进行解答,难度大.

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