题目内容

11．人类生活离不开金属．
（1）向硝酸银、硝酸铜和硝酸锌的混合溶液中，加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向过滤出的固体中滴加稀硫酸，有气体生成，则过滤出的固体中一定有Ag、Fe、Cu．
（2）小明发现家中一枚戒指生满了铜绿，他和同学利用这枚戒指展开了研究性学习．
[查阅资料]
①真金在空气中不会生锈，生满铜绿的“金戒指”材质为铜锌合金；
②铜长期露置在潮湿的空气中能生成铜绿，其主要成分是碱式碳酸铜，碱式碳酸铜受热易分解生成CuO、H2O和CO2．据上述资料可知，碱式碳酸铜是由四种元素组成的．
[实验探究]
将该枚生满铜绿的戒指加入过量稀盐酸中，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为蓝绿色．
小明猜想产生的气体可能是氮气．
小芳认为小明的猜想一定是错误的．小芳的依据是质量守恒定律．小芳认为产生气体中含有CO2，并用一种液体进行了验证．请你写出小芳进行验证时发生的化学反应方程式CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O．
小华认为产生气体中除了含有CO2外，还可能含有另一种气体，另一种气体是氢气，产生这种气体的化学反应方程式为Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑．
（3）有两种外观类似黄金的合金制品：A：Cu-Zn合金       B：Cu-Ag合金，
若实验室只提供一瓶稀硫酸和必要仪器．
①你认为能测出合金A（填序号）中铜的质量分数；
②取上述①中填写的合金粉末20g放入烧杯中，加入50g的稀硫酸，恰好完全反应，测得烧杯内剩余物质的质量为69.8g．
求：①产生氢气的质量；       ②求出该合金中铜的质量分数．

分析 （1）由于锌的金属活动性比铁、银、铜都强，顺序为锌＞铁＞铜＞银，铁与硝酸锌不反应，而反应后加稀盐酸生成气泡该气泡为氢气，因为银、铜不能与酸反应产生氢气，所以该金属只能是铁，然后根据要求分析判断即可；
（2）根据化学反应前后元素的种类不变进行分析解答即可．根据CO2能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水解答；
（3）①因为A中的合金金属锌能与稀硫酸反应故可测出铜的质量分数，B中的银不能与硫酸反应不能测定铜的质量分数．
②产生氢气的质量是反应前后物质质量的变化，利用氢气的质量可求铜锌合金中锌的质量，然后利用这一质量对铜的质量分数进行求解即可．

解答 解：（1）铁、银、铜三者的金属活动性顺序为锌＞铁＞铜＞银，往硝酸银、硝酸锌和硝酸铜的混合溶液中加入一定量的铁粉，先置换最弱的金属，然后在置换较强的，铁与硝酸锌不反应，反应后加稀盐酸生成气泡，该气泡为氢气，因为银铜不能与酸反应产生氢气，所以该金属一定含有铁，这种情况是铁过量，所以滤渣中一定有Ag、Fe、Cu，不可能有Zn；
（2）[查阅资料]②碱式碳酸铜受热易分解生成CuO、H2O和CO2，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，故碱式碳酸铜中含有铜、氧、碳、氢四种元素；
[实验探究]根据质量守恒定律化学反应前后元素的种类不变，碱式碳酸铜和盐酸中不含有氮元素，故不可能生成氮气，故填：质量守恒定律．
CO2能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，发生的化学反应方程式为：CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；
“金戒指”材质为铜锌合金；锌能和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，产生这种气体的化学反应方程式为：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑；
（3）①要求铜的质量分数需能使另外一种金属与酸反应，则只能选A；
（2）由题意可知：Cu-Zn合金与稀硫酸完全反应产生氢气的质量为：
20g+50g-69.8g=0.2g
设产生0.2g氢气消耗金属锌的质量为x
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
65             2
x             0.2g
$\frac{65}{x}=\frac{2}{0.2g}$
x=6.5g
合金中金属铜的质量为20g-6.5g=13.5g
所以合金中铜的质量分数为$\frac{13.5g}{20g}$×100%=67.5%
答：
（1）Ag、Fe、Cu；
（2）[查阅资料]②四；
[实验探究]质量守恒定律；CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；氢气；Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑；
（3）①A；
②产生氢气的质量为0.2g；该合金中铜的质量分数为67.5%．

点评 本题主要考查了对金属活动性顺序的灵活应用，只有活动性强的金属可以把活动性弱的金属从盐溶液中置换出来，培养学生分析问题、解决问题的能力．

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