Question

12．金属材料是材料科学的重要组成部分，人类离不开金属材料．铁、铝、铜等金属材料在日常生活中应用广泛．
（1）工业上，冶炼金属的方法主要有：
电解法，如2NaCl$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑、MgCl₂$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑、2Al₂O₃$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Al+3O₂↑等；
热还原法，如Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂、CuO+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O；
热分解法，如2Ag₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Ag+O₂↑、2HgO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Hg+O₂↑等．
①金属冶炼方法取决于金属活动性（填“金属活动性”、“金属密度”、“金属颜色”或“金属熔点”）．
②在金属活动顺序表中，战略金属-钛（Ti）的化学性质介于锌与铜之间，工业冶炼方法应选择热还原法．
（2）某同学为了清洗铝壶里的水垢（主要成分是破酸钙），晚上盛装稀盐酸，第二天发现铝壶里水垢除尽了，但水壶漏水．用化学方程式解释这一现象：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑．
（3）现有铝铁合金，按下列流程转化，最终得到的固体氧化铁质量与铝铁合金质量相等．
铝铁合金$→_{加热}^{足量稀盐酸}$铝盐和铁盐溶液$→_{过滤}^{足量的氢氧化钠溶液}$氢氧化铁$\stackrel{灼烧}{→}$氧化铁
假设上述转化中各元素都没有损失．原铝铁合金中铝的质量分数为30%．

Answer 1

分析 根据金属活动性顺序可以判断冶炼金属的方法；
碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；
铝和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气；
根据质量关系可以计算铝的质量分数．

解答 解：（1）工业上，冶炼金属的方法主要有：
电解法，如2NaCl$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑、MgCl₂$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑、2Al₂O₃$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Al+3O₂↑等；
热还原法，如Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂、CuO+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O；
热分解法，如2Ag₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Ag+O₂↑、2HgO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Hg+O₂↑等．
①由上面的冶炼金属的方法可知，金属冶炼方法取决于金属活动性；
②金属-钛（Ti）的化学性质介于锌与铜之间，工业冶炼方法应选择热还原法．
故填：金属活动性；热还原法．
（2）晚上盛装稀盐酸，第二天发现铝壶里水垢除尽了，但水壶漏水了，是因为碳酸钙能和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，铝能和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，反应的化学方程式分别为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑．
故填：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑．
（3）设铝铁合金质量为100g，铁质量为x，铁转化成氧化铁的质量为y，
2Fe→Fe₂O₃，
112   160
x     y
$\frac{112}{x}$=$\frac{160}{y}$，
y=$\frac{160}{112}$x，
根据题意有：$\frac{160}{112}$x=100g，
x=70g，
原铝铁合金中铝的质量分数为：$\frac{100g-70g}{100g}$×100%=30%．
故填：30%．

点评 书写化学方程式要注意四步：一是反应物和生成物的化学式要正确；二是要遵循质量守恒定律，即配平；三是要有必要的条件；四是看是否需要“↑”或“↓”．