Question

1．金属材料是工农业生产和人们生活离不开的材料之一，人类每年要从自然界获取大量金属资源．根据对金属和金属材料的认识，回答下列问题：
（1）在“南海一号”打捞出来的文物中，“金龙纹手镯”光彩夺目，完好无损；铜镜表面有铜锈；铁器则锈迹斑斑，残存很少，这说明金、铜、铁这三种金属的活动顺序由强到弱的顺序是 铁、铜、金铁、铜、金．
（2）炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁反应，反应的化学方程式为3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．写出防止铁生锈的一种方法是喷漆．
（3）铁锅是厨房中常用的炊具，请用所学的化学知识填空．
①铁锅作炊具主要是利用铁的导热性．
②铁锅手柄上使用的塑料应具有热固性（填“热塑”或“热固”）．
③使用铁锅有利于人体健康，主要是因为使菜中带入人体所需的铁元素．
（4）将等质量的锌粉和铁粉，分别放入质量相等、溶质质量分数相同的稀硫酸中，生成氢气质量（m）随反应时间（t）的变化曲线如图所示，请回答下列问题．
①写出锌与稀硫酸反应的化学方程式Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，该反应的基本类型为置换反应；
②对于该图象的理解，下列说法正确的是a、c（填序号）．
a．A表示锌和稀硫酸的反应曲线         
b．反应结束后两种金属一定都有剩余
c．反应结束后稀硫酸都没有剩余
d．反应结束后消耗两种金属的质量相等
e．反应结束后所得溶液质量相等．

Answer 1

分析 （1）根据金属是否容易生锈考虑本题；
（2）根据炼铁的原理写出反应的方程式，根据铁生锈的条件分析防止铁生锈的措施；
（3）铁具有良好的导电性、导热性、延展性；
塑料包括热固性塑料和热塑性塑料；
铁元素是人体需要的微量元素；
（4）①根据锌与硫酸反应原理书写方程式，并依据反应特点判断反应类型；
②由已知：“等质量的锌粉和铁粉，分别放入质量相等、溶质质量分数相同的稀硫酸充分反应”：
a．锌的活动性比铁的活动性强，等质量的金属，锌反应的时间短；
b．由图示可知：生成的氢气的质量相等，所以硫酸均反应完；由方程式分析，二者反应结束后，可能金属都有剩余，也可能锌恰好反应完，铁有剩余；
c．由图示可知：生成的氢气的质量相等，所以硫酸均反应完；
d．由方程式分析可知：相等质量的铁和锌与硫酸反应，铁生成氢气多；
e．因为“等质量的锌粉和铁粉，分别放入质量相等、溶质质量分数相同的稀硫酸充分反应”，所以反应物的总质量相等；依据质量守恒定律，反应后溶液的质量=反应前的总质量-气体的质量-不溶物的质量，图示中生成氢气的质量相等，但剩余的不溶物的质量不同，所以反应结束后所得溶液质量不相等．

解答 解：（1）金属活动性越强，越容易生锈，由，“金龙纹手镯”光彩夺目，完好无损；铜镜表面有铜锈；铁器则锈迹斑斑，残存很少，可知铁最活泼，铜次之，金最不活泼；
（2）炼铁的原理是在温条件下一氧化碳与氧化铁，生成了铁和二氧化碳，反应的方程式是：Fe₂O₃+3CO $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；铁生锈的条件是铁与氧气、水接触，所以，防止铁生锈的方法是在铁制品的表面涂油或刷漆，保持铁制品表面的干燥和洁净等；
（3）①铁锅作炊具主要是利用了铁具有良好的导热性．
②铁锅手柄上使用的塑料，受热时应该不容易变形，所以应该使用热固性塑料．
③使用铁锅有利于人体健康，主要是因为：能够为人体提供铁元素．
（4）①锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，方程式是：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；该反应由一种单质和化合物反应生成另一种单质和化合物，符合置换反应的特点，属于置换反应；故答案为：
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；置换；
②由已知：“等质量的锌粉和铁粉，分别放入质量相等、溶质质量分数相同的稀硫酸充分反应”进行分析：
a．锌的活动性比铁的活动性强，所以等质量的金属，锌反应的时间短，正确；
b．由图示可知：生成的氢气的质量相等，所以硫酸均反应完；Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑，Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，由方程式分析可知：如果锌恰好反应，则铁有剩余；故错误；
c．置换反应是金属置换酸中的氢元素，所以若生成的氢气的质量相等，硫酸均反应完；故正确；
d．根据化学方程式Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，可知每56g铁生成2g氢气，根据化学方程式Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑，可知每65g锌反应生成2g氢气；所以若是相等质量的铁和锌与硫酸反应，铁生成氢气多，而不会相等，故错误；
e．因为“等质量的锌粉和铁粉，分别放入质量相等、溶质质量分数相同的稀硫酸充分反应”，所以反应物的总质量相等；依据质量守恒定律，反应后溶液的质量=反应前的总质量-气体的质量-不溶物的质量，图示中生成氢气的质量相等，但剩余的不溶物的质量不同，所以反应结束后所得溶液质量不相等．故错误；
故答案为：（1）铁、铜、金（2）3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；喷漆  （3）导热；热固；使菜中带入人体所需的铁元素（4）Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；置换；a、c．

点评 解答本题关键是熟记金属活动性及其应用，熟练掌握方程式的书写方法．