Question

18．请回答下列有关金属材料的问题．
（1）2017年5月5日运20大型运输机完成了溅水试验，对于肩负中国空军战略运输重任的运20来说，在复杂乃至恶劣野战条件下的跑道运行能力至关重要．运20飞机上运用了大量铝合金材料，下列对铝及其合金的说法不正确的是D．
A．铝具有密度小和抗腐蚀性能
B．铝的导电性好，常用于制作导线
C．铝合金强度和硬度均比纯铝强
D．铝耐腐蚀，故金属活泼性差
（2）下列是与铁的性质有关的部分实验图：

①A中细铁丝燃烧生成的黑色固体物质的化学式是Fe₃O₄．
②B中铁钉最易生锈的部位是b（填“a”、“b”或“c”）．
③C中刚开始无气泡产生，溶液颜色逐渐由无色变为黄色，此时试管内发生反应的化学方程式是Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
④D中反应一段时间后，试管内溶液质量与反应前相比减小（填“增大”、“不变”或“减小”）．
（3）在AgNO₃、Al（NO₃）₃、Cu（NO₃）₂的混合溶液中加入一定量的铜粉，充分反应后过滤，得到溶液甲和固体乙，溶液甲呈蓝色．
①固体乙中一定含有Ag．
②溶液甲中一定含有的阳离子为铝离子和铜离子．
（4）为测定某Cu-Zn合金中铜的质量分数，某同学将10g该合金放入到盛有40g足量稀硫酸的烧杯中，充分反应后，测得烧杯中剩余物质的质量为49.9g，请计算原合金中铜的质量分数．

Answer 1

分析 （1）铝的化学性质比较活泼，通常情况下能和空气中的氧气反应生成氧化铝；
（2）铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁；
铁和水、氧气同时接触时容易生锈；
铁锈的主要成分是氧化铁，能和稀硫酸反应生成硫酸铁和水；
④铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜；
（3）铝比铜活泼，铜比银活泼；
（4）铜不能和稀硫酸反应，锌能和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，根据反应的化学方程式及其提供的数据可以进行相关方面的计算．

解答 解：（1）A．铝具有密度小和抗腐蚀性能，该选项说法正确；
B．铝的导电性好，常用于制作导线，该选项说法正确；
C．铝合金强度和硬度均比纯铝强，该选项说法正确；
D．铝耐腐蚀，是因为铝的化学性质比较活泼，通常情况下能和空气中的氧气反应生成氧化铝保护膜，该选项说法不正确．
故选：D．
（2）①A中细铁丝燃烧生成的黑色固体物质是四氧化三铁，四氧化三铁的化学式是Fe₃O₄．
故填：Fe₃O₄．
②B中铁钉最易生锈的部位是b，这是因为b处的铁和水、氧气充分接触．
故填：b．
③C中刚开始无气泡产生，溶液颜色逐渐由无色变为黄色，此时试管内氧化铁和稀硫酸反应生成了硫酸铁和水，发生反应的化学方程式是：Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
故填：Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
④铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应的化学方程式及其质量关系为：
Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu，
56                         64
由以上质量关系可知，当有56份的铁形成溶液的一部分时析出64份质量的铜，因此随着反应的进行，溶液质量减小．
故填：减小．
（3）在AgNO₃、Al（NO₃）₃、Cu（NO₃）₂的混合溶液中加入一定量的铜粉，固体中一定含有铜和硝酸银反应生成的银，溶液甲中一定含有的阳离子有没有反应的铝离子和铜离子（原溶液中硝酸铜中含有铜离子，反应生成的硝酸铜中含有铜离子）．
故填：Ag；铝离子和铜离子．
（4）设锌的质量为x，
反应生成氢气的质量为：10g+40g-49.9g=0.1g，
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑，
65                          2
x                         0.1g
$\frac{65}{x}$=$\frac{2}{0.1g}$，
x=3.25g，
原合金中铜的质量分数为：$\frac{10g-3.25g}{10g}$×100%=67.5%，
答：原合金中铜的质量分数为67.5%．

点评 差量法在计算中的应用很广泛，解答的关键是要分析出物质的质量差与要求的未知数之间的关系，再根据具体的数据求解．