Question

18．金属材料与人类的生产和生活密切相关，试完成下列各题．
Ⅰ．铝热剂是铝粉和氧化铁粉末的混合物，引燃铝热剂，发生反应生成铁和氧化铝，此反应过去用于焊接钢轨．
（1）引燃铝热剂反应的化学方程式为：Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，此过程中铁元素的化合价由+3价变为0价．
（2）CO也能与氧化铁发生类似反应，写出反应的化学方程式：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；欲检验生成的气体产物，通常利用的原理用化学方程式表示为：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
Ⅱ．黄铜是Zn以主要添加元素的铜合金，黄铜渣中约含Zn7%、ZnO31%、Cu50%、CuO5%，其余为杂质，处理黄铜渣可得到硫酸锌，其主要流程如下（杂质不溶于水、不参与反应）：

已知：ZnO+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂O；CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O．
（1）步骤Ⅰ中产生气体的化学方程式为Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑．
（2）溶液A中的溶质有ZnSO₄、CuSO₄、H₂SO₄（填化学式）．
（3）步骤Ⅰ、Ⅱ中均包含的操作名称为过滤，此操作要用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗．
（4）溶液A大于（填“大于”、“小于”或“等于”）溶液C的质量．

Answer 1

分析 I．（1）根据铝和氧化铁在高温的条件下生成铁和氧化铝，以及化合价原则求出元素的化合价；
（2）根据一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水进行分析；
II．（1）根据锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气进行分析；
（2）根据氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水，氧化锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和水，加入的稀硫酸是过量的进行分析；
（3）根据分离混合物的方法以及过滤和蒸发操作中需要的仪器进行分析；
（4）根据反应的化学方程式进行分析．

解答 解：I．（1）铝和氧化铁在高温的条件下生成铁和氧化铝，化学方程式为：Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，在氧化铁中铁元素的化合价为+3价，在铁中元素的化合价为0价，所以此过程中铁元素的化合价由+3价变为0价；
（2）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\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
II．（1）锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，化学方程式为：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（2）氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水，氧化锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和水，加入的稀硫酸是过量的，所以溶液A中的溶质有：ZnSO₄、CuSO₄、H₂SO₄；
（3）由图可知，操作Ⅰ过滤除去铜和杂质，操作Ⅱ过滤是除去锌和置换出的铜，此操作要用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗；
（4）A到C的过程中发生的反应是：Zn+CuSO₄=Cu+ZnSO₄，
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由此可见，锌置换出了溶液中的铜，溶液的质量增重了．
故答案为：I．（1）Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，+3，0；
（2）Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
II．（1）Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（2）ZnSO₄、CuSO₄、H₂SO₄；
（3）过滤，漏斗；
（4）大于．

点评 本题重点考查了金属活动性顺序及其应用，了解相关知识即可正确解答．