Question

16．铁、铝、铜是日常生活中使用最广泛的金属．
（1）上述三种金属中，人类最早大规模冶炼和使用的是铜，最晚的是铝，原因是B（填序号）．
A．三者在地壳中的含量，铜元素最高，铝元素最低
B．三者的金属活动性，铜元素最弱，铝元素最强
C．在自然界中，铜元素主要以单质形式存在，铝元素以化合物形式存在
（2）常温下一些金属的物理性质数据如下：

金属单质	铜	铝	锌	铁	铅
导电性（以银的导电性为100作标准）	99	61	27	17	7.9
密度/（g•cm-3）	8.92	2.70	7.14	7.86	11.3
熔点/℃	1083	660	419	1535	328
硬度（以金刚石的硬度为10作标准）	2.5～3	2～2.9	2.5	4～5	1.5

分析上述数据，碎石用的大锤常用铁制而不用铝制，原因是铁的硬度、密度比铝大．
（3）金属活动性顺序在运用中给我们三条判断依据，即在金属活动性顺序里：
①金属的位置越靠前它的活动性就越强；
②位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢；
③位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来．
通过查阅资料我发现金属铝与氧化铜在高温条件下能发生置换反应，其化学方程式为2Al+3CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Cu+Al₂O₃，由此我发现了一条新的判断依据在高温条件下，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的氧化物里置换出来．
（4）炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁反应．在实验室里，可用如图所示装置进行实验：实验中玻璃管内
的粉末由红色变为黑色，该反应的化学方程式为3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，通过实验我可以得出的一氧化碳的相关化学性质是可燃性，还原性，毒性．
（5）工业上火法炼铜的一个主要反应是 Cu₂S+O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2Cu+SO₂  Cu₂S中铜元素的质量分数为80%（写出算式）．用500吨含Cu₂S 80%的铜矿石，理论上可以炼出多少吨铜？（请写出详细的计算过程，分步给分，计算结果保留一位小数）

Answer 1

分析 （1）分析金属活动性与金属冶炼先后顺序的关系；
（2）根据贴的硬度大和密度大进行解答；
（3）根据金属铝与氧化铜在高温条件下生成铜和氧化铝进行解答；
（4）根据铁的性质进行解答；
（5）根据化学式的意义进行计算．

解答 解：（1）人类最早大规模冶炼和使用的是铜，最晚的是铝，而三种金属的活动性由弱到强的顺序为：铜＜铁＜铝；由此可发现金属的大规模冶炼和使用与金属活动性有较密切关系：活动性强的金属较晚被冶炼和使用；
（2）碎石用的大锤常用铁制而不用铝制，而对比表中铁、铝的数据可发现：铁的硬度，密度比铝大；
（3）金属铝与氧化铜在高温条件下生成铜和氧化铝，化学方程式为：2Al+3CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Cu+Al₂O₃；由此我发现了一条新的判断依据：在高温条件下，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的氧化物里置换出来；
（4）一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，所以玻璃管内的粉末由红色变为黑色；该反应的化学方程式为 3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2 Fe+3CO₂；在此实验中体现一氧化碳具有可燃性、还原性、毒性；
（4）Cu₂S中铜元素的质量分数为：$\frac{64×2}{64×2+32}$×100%=80%；
用500吨含Cu₂S80%的铜矿石，理论上可以炼出铜的质量为：500吨×80%×80%=320吨．
故答为：（1）B；
（2）铁的硬度、密度比铝大；
（3）2Al+3CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Cu+Al₂O₃；在高温条件下，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的氧化物里置换出来；
（4）黑；3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2 Fe+3CO₂；可燃性，还原性，毒性；
（5）80%，320；

点评 本题主要考查了运用化学知识来解释生活中的问题，体现了化学与生活的紧密联系，难度不大．