题目内容
金属用途广泛，其结构和性质等是化学的重要研究内容．（1）如图一是铝的原子结构示意图．下列说法不正确的是
A．铝原子中的质子数为13
B．在化合物中铝通常显+3价
C．铝是地壳中含量最多的元素
D．铝可作导线是由于它具有良好的导电性
（2）某化学小组用一定量的AgNO3和Cu（NO3）2混合溶液进行了如图二实验，并对溶液A和固体B的成分进行了分析和研究．
【提出问题】溶液A中的溶质可能有哪些？
【做出猜想】
①只有Zn（NO3）2 ②Zn（NO3）2、AgNO3
③Zn（NO3）2、Cu（NO3）2 ④Zn（NO3）2、Cu（NO3）2、AgNO3
【交流讨论】不合理的猜想是
【实验探究】若猜想①成立，通过以下实验可确定固体B的成分，请将下表填写完整．
| 实验步骤 | 现象 | 实验结论 |
| 取少量固体B，滴加 |
有气泡产生 | 固体B含有Cu、Ag和 |
①纳米级Fe粉在空气中易自燃．实验中通入N2的目的是
②写出H2还原FeCl2，置换出铁的化学方程式
③研究人员发现最后制得的纳米级Fe粉样品中混有少量的FeCl2杂质．取样品20g，加入足量的盐酸，生成氢气0.7g．请计算该样品中单质Fe的质量分数（请写出计算过程）
考点：金属的化学性质,原子结构示意图与离子结构示意图,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式,根据化学反应方程式的计算
专题：金属与金属材料
分析：（1）根据铝原子结构示意图和地壳中最多的元素，能做导线的原因考虑本题；
（2）【交流讨论】根据铜能与硝酸银反应考虑是否存在硝酸银；只要是锌过量滤液中只含有硝酸锌，检验锌过量就是利用锌与酸反应来考虑；
（3）①利用氮气化学性质稳定考虑；
②根据“H2还原FeCl2，置换出铁”和质量守恒定律，书写化学方程式．
③根据氢气的质量计算出铁的质量，再除以20g计算出铁的质量分数．
（2）【交流讨论】根据铜能与硝酸银反应考虑是否存在硝酸银；只要是锌过量滤液中只含有硝酸锌，检验锌过量就是利用锌与酸反应来考虑；
（3）①利用氮气化学性质稳定考虑；
②根据“H2还原FeCl2，置换出铁”和质量守恒定律，书写化学方程式．
③根据氢气的质量计算出铁的质量，再除以20g计算出铁的质量分数．
解答：解：（1）原子结构示意图中圆圈内数字就是质子数；所以铝原子质子数是13；由于铝原子最外层电子数是3易失去3个电子，显+3价；地壳中含量最多的元素是“氧元素”；铝做导线就是因为铝具有导电性；
（2）猜想②中无硝酸铜，说明Cu（NO3）2 已与锌反应生成Cu，而铜能与硝酸银反应，所以有铜剩余时不可能存在硝酸银，也就是说只要有硝酸银时，一定也含有硝酸铜；
如果猜想①成立说明锌把硝酸银、硝酸铜都反应完了，如果能鉴别出剩余固体中含有锌，就能说明锌过量，铜和银都被它置换出来，由于锌能与酸反应产生氢气，所以向固体中加入盐酸，如果有气体产生，说明锌有剩余；
（3）①氮气化学性质稳定，在反应中起保护气的作用；因为纳米级Fe粉在空气中易自燃．所以在实验中通入N2的目的是防止生成的纳米级铁粉被氧化．
②根据“H2还原FeCl2，置换出铁”，根据质量守恒定律的元素守恒，可知另一种生成物为HCl，则其化学方程式为：H2+FeCl2
Fe+2HCl．
③由题意：取样品20g，加入足量的盐酸，生成氢气0.7g．
解：设Fe的质量为x．
Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
56 2
x 0.7g
则
=
，解得x=19.6g，故
×100%=98%
答：该样品中单质铁的质量分数为98%．
故答案为：（1）C
（2）②Zn应先与AgNO3反应，后与Cu（NO3）2反应，当有AgNO3剩余时，溶质中一定含有Cu（NO3）2
（3）①防止生成的纳米级铁粉被氧化；②H2+FeCl2
Fe+2HCl．
③该样品中单质铁的质量分数为98%．
（2）猜想②中无硝酸铜，说明Cu（NO3）2 已与锌反应生成Cu，而铜能与硝酸银反应，所以有铜剩余时不可能存在硝酸银，也就是说只要有硝酸银时，一定也含有硝酸铜；
如果猜想①成立说明锌把硝酸银、硝酸铜都反应完了，如果能鉴别出剩余固体中含有锌，就能说明锌过量，铜和银都被它置换出来，由于锌能与酸反应产生氢气，所以向固体中加入盐酸，如果有气体产生，说明锌有剩余；
（3）①氮气化学性质稳定，在反应中起保护气的作用；因为纳米级Fe粉在空气中易自燃．所以在实验中通入N2的目的是防止生成的纳米级铁粉被氧化．
②根据“H2还原FeCl2，置换出铁”，根据质量守恒定律的元素守恒，可知另一种生成物为HCl，则其化学方程式为：H2+FeCl2
| ||
③由题意：取样品20g，加入足量的盐酸，生成氢气0.7g．
解：设Fe的质量为x．
Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
56 2
x 0.7g
则
| 56 |
| x |
| 2 |
| 0.7g |
| 19.6g |
| 20g |
答：该样品中单质铁的质量分数为98%．
故答案为：（1）C
（2）②Zn应先与AgNO3反应，后与Cu（NO3）2反应，当有AgNO3剩余时，溶质中一定含有Cu（NO3）2
| 实验步骤 | 现象 | 实验结论 |
| 稀盐酸（或稀硫酸等） | Zn |
| ||
③该样品中单质铁的质量分数为98%．
点评：本题容易出错的地方是对几种猜想正误的判断，要知道铜能与硝酸银反应，只要有一种金属剩余，则排在该金属后面的金属阳离子就不存在．熟悉根据方程式的简单计算方法．
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