Question

13．化学与人类生产、生活、社会发展密切相关．
Ⅰ、能源、环境与人类的生活和社会发展密切相关．
（1）目前，人类以化石燃料为主要能源，常见的化石燃料包括煤、石油和天然气．
它燃烧的化学方程式为CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O．
（2）为减少污染、提高煤的利用率，可将其转化为可燃性气体，此过程可认为是碳与水的反应，其微观示意图如图1所示：

①该反应的基本反应类型为置换反应．
②该反应生成物的分子个数比为1：1．
（3）为减少温室气体排放，人们积极寻找不含碳
元素的燃料．经研究发现NH₃燃烧的2种产物都是空气中没有任何污染的物质，其中一种为空气中含量最多的气体，同时释放大量能量，有一定应用前景．
请写出NH₃燃烧的化学方程式4NH₃+3O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$6H₂O+2N₂．
Ⅱ、金属铝、铁、铜是人类广泛使用的三种金属，与我们生活息息相关．
（1）如图2是铝的原子结构示意图．下列说法不正确的是D．
A．铝原子的质子数为13     B．铝可作导线是由于它具有良好的延展性
C．铝是地壳中含量最多的金属元素   D．铝原子在化学反应中容易得到电子
（2）铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此铝具有很好的抗腐蚀性能．写出铝表面氧化物薄膜的化学式Al₂O₃．
（3）用下列试剂验证这三种金属的活动性顺序，能达到目的是B（填序号）．
A．硫酸铝溶液      B．硫酸亚铁溶液     C．硫酸铜溶液
（4）每年因金属锈蚀造成很大浪费，钢铁生锈实际是铁与空气中的氧气和水发生化学反应，所以在钢铁表面涂油、刷漆等，能防止钢铁生锈．

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）煤、石油和天然气属于化石燃料，甲烷完全燃烧时能生成水和二氧化碳；
（2）①根据反应的微观示意图，分析反应的特点．判断反应的类型；
②根据反应的微观示意图及质量守恒定律分析反应生成物的分子个数比；
（3）根据反应物、生成物以及质量守恒定律写出化学方程式即可；
Ⅱ、（1）依据原子结构示意图的意义以及核外电子的得失规律和铝的有关性质分析解答；
（2）根据物质化学式的书写规则正确书写物质的化学式；
（3）若要验证三种金属的活动性，如果只用一种溶液，就要选择活动性居中的金属的盐溶液．氢氧化钠和硫化氢反应生成硫化钠和水；
根据反应物、生成物的种类可以判断反应类型；
（4）铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的氧气和水共同作用的结果．

解答 解：Ⅰ、（1）化石燃料包括天然气、煤和石油；天然气的主要成分是甲烷，甲烷在空气中完全燃烧的化学方程式是：CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O．
故填：天然气；CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O．
（2）①由反应的微观示意图可知，该反应由一种单质和化合物反应，生成了另一种单质和另一种化合物，属于置换反应．
②由反应的微观示意图及质量守恒定律可知，该图示中一个碳原子与一个水分子反应，生成了一个易氧化碳分子和一个氢分子，所以，该反应生成物的分子个数比为1：1．
故填：①置换反应；②1：1．
NH₃燃烧生成物是水和氮气（根据质量守恒定律：反应前后元素的种类不变，可以确定生成的气体是氮气），故化学方程式为：4NH₃+3O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$6H₂O+2N₂；故填：4NH₃+3O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$6H₂O+2N₂；
Ⅱ、（1）A、根据原子结构示意图的特点可知：铝的核内质子数为13，故A正确；
B、根据金属铝的性质可知：铝具有较好延展性和的导电性，所以可以用铝制作导线；故B正确；
C、依据地壳中元素的含有情况可知，铝是地壳中含量最多的金属元素，而含量最多的元素是氧；故C正确；
D、根据原子的核外电子在化学反应中的规律特点可知：铝的最外层电子数是3，且在化学反应中易失掉3个电子而达到稳定结构，故D错误；
故填：D
（2）铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，氧化铝是由显+3价的铝元素和显-2价的氧元素组成的，根据化合价原则，其化学式可表示为：Al₂O₃．
故填：Al₂O₃；
（3）验证三种金属的活动性，如果只用一种溶液，就要选择活动性居中的金属的盐溶液，所以，在硫酸铝溶液、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液中应选用硫酸亚铁溶液．
故填：B；
（4）钢铁生锈实际是铁与空气中的氧气、水发生化学反应，所以在钢铁表面涂油、刷漆等，能防止钢铁生锈；
故填：氧气和水．

点评 本题主要考查了化石燃料的种类，煤的利用、反应的微观示意图，属于基础的知识，难度不大．根据已有的知识即可解答．