Question

12．金属是人类生活中的常用的材料．
（1）金属元素在自然界中分布很广，地壳中含量最多的金属元素是Al．（填“符号”）
（2）铁钉在初中化学实验中多次出现，如图1所示展示了光亮铁钉的一系列变化．

（ⅰ）变化②中，铁钉主要与空气中的水和氧气发生反应．
（ⅱ）变化③中除去铁锈的化学方程式为6HCl+Fe₂O₃═2FeCl₃+3H₂O．
（ⅲ）如果用a、b分别代表光亮的铁钉和无锈铁钉，则它们的质量关系B
A、a＜b      B、a＞b   C、a=b     D、无法比较
（3）为探究锌、铁、铜三种金属的活动性，以及他们和氢元素的位置关系，小明设计了如下实验，你认为不需要进行的实验是C （填字母序号）．
A．将铁粉放入硫酸锌溶液中    B．将铁粉放入稀硫酸中
C．将铁粉放入硫酸铜溶液中D．将铜片放入稀硫酸中
（4）该同学查阅资料得知，铜锈的主要成分是碱式碳酸铜【Cu₂（OH）₂CO₃】，他以铜锈为原料设计并完成如图2所示实验（杂质不与稀硫酸反应，且不含铜元素．图中部分物质略去）．
①无色气体A是二氧化碳，溶液C中所含的阳离子是Fe²⁺，固体D中含有的物质是铁、铜．
②在蓝色溶液B中加入铁粉时，发生反应的化学方程式为Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄．
③已知铜锈样品的质量是10g，固体F的质量是3.2g，则铜锈中含Cu₂（OH）₂CO₃的质量分数是55.5%．

Answer 1

分析 （1）根据地壳中元素的含量分析回答；
（2）（ⅰ）根据已有的知识进行分析，铁在与水和氧气并存时易生锈解答；
（ⅱ）根据氧化铁和盐酸反应能生成氯化铁和水，写出反应的方程式；
（ⅲ）根据铁生锈会结合氧气、氧化铁会和盐酸反应使剩下的铁质量减轻分析．
（3）在金属活动性顺序中，排在氢前面的金属，能够和稀盐酸、稀硫酸发生置换反应，生成氢气和相应的盐；排在金属活动性顺序前面的金属，能够把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来．
（4）根据实验现象可以判断物质的名称，通过计算可以确定Cu₂（OH）₂CO₃的质量分数．

解答 解：（1）金属元素在自然界中分布很广，地壳中含量最多的金属元素是氯元素，符号为：Al；故填：Al．
（2）（ⅰ）铁在与水和氧气并存时易生锈；故填：水和氧气；
（ⅱ）铁锈的主要成分是氧化铁，铁锈和盐酸反应能生成氯化铁和水，反应的方程式是：6HCl+Fe₂O₃═2FeCl₃+3H₂O；故填：6HCl+Fe₂O₃═2FeCl₃+3H₂O；
（ⅲ）铁生锈会结合氧气生成的铁锈的质量增加，氧化铁会和盐酸反应是部分铁元素以氧化铁的形式溶解到溶液中了，使剩下的铁质量减轻，因此a＞b．故选B；
（3）将铁粉放入硫酸锌溶液中，无明显现象，说明锌比铁活泼，将铁粉放入稀硫酸中，有气泡产生，说明铁排在氢的前面，将铜片放入稀硫酸中，无明显现象，说明铜排在氢的后面，由此可知，锌、铁、铜三种金属的活动性为锌＞铁＞（氢）＞铜；可以省略的实验是将铁粉放入硫酸铜溶液中．
故填：C．
（4）①碱式碳酸铜和稀硫酸反应能生成硫酸铜、水和二氧化碳，无色气体是二氧化碳；向固体D中加入过量稀硫酸时，产生无色气体，是氢气，是由稀硫酸和铁反应生成的，说明铁粉过量，溶液C中所含的溶质是硫酸亚铁，阳离子是亚铁离子；
固体D中含有生成的铜和过量的铁粉．故填：二氧化碳； Fe²⁺；铁、铜．
②蓝色溶液B是硫酸铜溶液，能和铁反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为：Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄．故填：Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄．
③设Cu₂（OH）₂CO₃的质量分数为X，固体F是铜，即生成的铜的质量是3.2g，
10g×X×$\frac{128}{222}$=3.2g，解得X=55.5%．故填：55.5%

点评 本题考查的是铁的锈蚀和除锈、铁的化学性质等方面的知识，完成此题，可以依据已有的知识进行．解答本题要求学生掌握教材中所学习的化学知识并能熟练书写化学方程式，只有这样才能对相关方面的问题做出正确的判断．