Question

16．金属材料在 生产、生活中有着广泛的应用，人类的生产和生活都离不开金属．

（1）新型材料纳米级铁粉具有广泛的用途，它比普通铁粉更易与氧气反应，其制备的主要流程如图1所示．
①高温反应器中反应的化学方程式为FeCl₂+H₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+2HCl．
②反应前需向反应器中通入氮气，目的是排尽装置内的空气，防止加热时产生爆炸．
（2）金属活动性顺序有重要的应用，铝、铜、铁为日常生活中常见的金属，某化学小组的同学在探究铝、铜、铁三种金属的有关性质时，进行了如图2的实验：
①在A实验中发生反应的化学方程式为Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu．
②将A实验结束后①、②试管内的物质倒入烧杯中，发现烧杯中的红色固体物质明显增多，其原因是未反应的铁继续与硫酸铜反应，一段时间后过滤，滤液中的溶质一定有FeSO₄、Al₂（SO₄）₃（填化学式）．
（3）某同学在一定质量的AgNO₃和Cu（NO₃）₂的混合溶液中加入铁粉，充分反应后，他对反应过程进行了分析，得到了如图3的几个图象（横坐标表示加入铁的质量），其中错误的是D（填字母序号）．

Answer 1

分析 （1）①根据氯化亚铁和氢气在高温的条件下生成铁和氯化氢进行分析；
②根据可燃性气体与空气混合后点燃可能发生爆炸进行分析；
（2）①根据铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜进行分析；
②根据铁不会与硫酸铝反应，会与硫酸铜反应置换出铜进行分析；
（3）根据在一定质量的AgNO₃和Cu（NO₃）₂的混合溶液中加入铁粉，铁会先与硝酸银反应，硝酸银反应结束，再与硝酸铜反应进行分析．

解答 解：（1）①氯化亚铁和氢气在高温的条件下生成铁和氯化氢，化学方程式为：FeCl₂+H₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+2HCl；
②可燃性气体与空气混合后点燃可能发生爆炸，所以反应前需向反应器中通入氮气，目的是：排尽装置内的空气，防止加热时产生爆炸；
（2）①铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
②铁不会与硫酸铝反应，会与硫酸铜反应置换出铜，所以将A实验结束后①、②试管内的物质倒入烧杯中，发现烧杯中的红色固体物质明显增多，其原因是：未反应的铁继续与硫酸铜反应，一段时间后过滤，滤液中的溶质一定有FeSO₄、Al₂（SO₄）₃；
（3）在一定质量的AgNO₃和Cu（NO₃）₂的混合溶液中加入铁粉，铁会先与硝酸银反应，硝酸银反应结束，再与硝酸铜反应，所以
A、铁先于硝酸银反应，所以铜质量不会增加，然后在与硝酸铜反应时，铜的质量逐渐增多，然后不变，故A正确；
B、铁与硝酸银反应，溶液质量减小，硝酸铜的质量不变，所以质量分数逐渐增大，铁与硝酸铜反应时，溶液质量减小，但是硝酸铜的质量逐渐减小到零，所以质量分数也会减小到零，图象应该是一条曲线，故B错误；
C、每56份质量的铁会置换出216份质量的银，会置换出64份质量的铜，所以溶液质量开始减小的快，然后减小的慢，最后不变，故C错误；
D、铁和硝酸银反应结束之前，溶液中是三种溶质，铁与硝酸铜反应结束之前，溶液中是两种溶质，最后溶液中只剩下一种溶质，故D正确．
故选：D．
故答案为：（1）FeCl₂+H₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+2HCl；
②排尽装置内的空气，防止加热时产生爆炸；
（2）①Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
②未反应的铁继续与硫酸铜反应，FeSO₄、Al₂（SO₄）₃；
（3）D．

点评 本题主要考查了金属活动性顺序和化学方程式的书写，难度不大，需要在平时的学习中加强理解和记忆即可完成．