Question

8．金属用途广泛，其结构和性质等是化学的重要研究内容．
（1）如图是铝的原子结构示意图．下列说法不正确的是C．
A．铝原子的质子数为13
B．在化合物中铝通常显+3价
C．铝是地壳中含量最多的元素
D．铝可作导线是由于它具有良好的导电性
（2）某化学小组用一定量AgNO₃和Cu（NO₃）₂混合溶液进行了图1实验，并对溶液A和固体B的成分进行了分析和实验探究．

【提出问题】溶液A中的溶质可能有哪些？
【作出猜想】①只有Zn（NO₃）₂②有Zn （NO₃）₂、AgNO₃③有 Zn （NO₃）₂、Cu（NO₃）₂
④有Zn （NO₃）₂、AgNO₃、Cu（NO₃）₂
【交流讨论】不合理的猜想是（填标号），其理由是：②，Zn应先与AgNO₃反应，后与Cu（NO₃）₂反应，当有AgNO₃剩余时，溶质中一定含有Cu（NO₃）₂．
【实验探究】若猜想①成立，通过以下实验可确定固体B的成分，请将下表填写完整．

实验步骤	现象	有关反应的化学方程式
取少量固体B， 滴加稀盐酸	有气泡 产生	Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑

（3）图2是工业炼铁示意图．其中，焦炭的作用是燃烧提供能量并制取制取CO；试写出有铁生成的化学方程式：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
（4）某工厂利用废铁屑与废硫酸起反应来制取硫酸亚铁．现有废硫酸49t（其H₂SO₄的质量分数为10%），与足量废铁屑起反应，可生产硫酸亚铁的质量是多少？

Answer 1

分析 （1）A、根据铝原子的核外电子排布进行分析；
B、根据铝的化合价进行分析；
C、根据铝在地壳中的含量进行分析；
D、根据铝的导电性进行分析．
（2）【交流讨论】根据金属活动性顺序表的应用分析猜想；
【实验探究】根据金属活动性顺序表的应用设计实验探究B的成分；
（3）根据碳的性质分析在炼铁炉中焦炭的作用，一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳进行分析；
（4）根据反应的化学方程式结合提供的数据进行分析解答即可．

解答 解：（1）A、原子结构示意图中圆圈内数字就是质子数，所以铝原子质子数是13，故A正确；
B、由于铝原子最外层电子数是3易失去3个电子，显+3价，故B正确；
C、地壳中含量最多的元素是“氧元素”，故C错误；
D、铝做导线就是因为铝具有导电性，故D正确．
故填：C；
（2）【交流讨论】猜想②中无硝酸铜，说明Cu（NO₃）₂ 已与锌反应生成Cu，而铜能与硝酸银反应，所以有铜剩余时不可能存在硝酸银，也就是说只要有硝酸银时，一定也含有硝酸铜；故填：②，Zn应先与AgNO₃反应，后与Cu（NO₃）₂反应，当有AgNO₃剩余时，溶质中一定含有Cu（NO₃）₂；
【实验探究】如果猜想①成立说明锌把硝酸银、硝酸铜都反应完了，如果能鉴别出剩余固体中含有锌，就能说明锌过量，铜和银都被它置换出来，由于锌能与酸反应产生氢气，所以向固体中加入盐酸，如果有气体产生，说明锌有剩余；故填：

实验步骤	现象	有关反应的化学方程式
取少量固体B， 滴加 稀盐酸	有气泡 产生	Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑

（3）在炼铁炉中焦炭的作用是通过燃烧提供能量和制取CO，有铁生成的反应是一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，化学方程式为：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．故填：制取CO；Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（4）废硫酸中溶质的质量为：49t×10%=4.9t，设生成硫酸亚铁的质量为x
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
    98      152
    4.9t      x
$\frac{98}{152}=\frac{4.9t}{x}$
x=7.6t
答：可生产硫酸亚铁的质量是7.6t．

点评 本题考查了金属活动性顺序的应用，完成此题，可以依据金属活动性顺序及其意义进行．