Question

18．合金用途广泛，其结构和性质等时化学的重要研究内容．
（1）如图是铝原子结构示意图．下列说法不正确的是C．
A．铝原子的质子数为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）目前世界上年产量最高的金属是铁，用赤铁矿（主要成分是氧化铁）炼铁的化学方程式为3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（3）有人根据铁在空气中生锈后质量会增加，认为有的化学反应可能不遵循质量守恒定律，这个结论是否正确？为什么？
（4）铝的活动性比较强，但铝制品却有很好的耐腐蚀能力，为什么？
（5）在硝酸铜、硝酸镁和硝酸亚铁的混合溶液中加入一定量的锌粉，成分反应后过滤，得到滤液和滤渣．向滤渣中滴加稀硫酸，有气泡产生，则滤渣中一定含有铁和铜，滤液中一定含有的金属离子是Mg²⁺、Zn²⁺．
（6）黄铜是一种由铜和锌组成的合金，为测定某黄铜样品中铜的含量，取该黄铜样品10g，放入足量的稀盐酸中充分反应后，收集到0.2g氢气，计算该黄铜样品中铜的质量分数．

Answer 1

分析 （1）依据原子结构示意图的意义以及核外电子的得失规律和铝的有关性质分析解答；
（2）从赤铁矿和一氧化碳在高温条件下生成铁和二氧化碳去分析．
（3）考查质量守恒定律解释化学变化中质量的增加原因；根据铁生锈是铁与空气中氧气、水反应，参加反应铁、水、氧气的质量总和等于生成铁锈的质量，进行判断；
（4）根据铝的化学性质方面进行分析回答．
（5）在金属活动性顺序中，只有前面的金属可以把排在它后面的金属从盐溶液中置换出来，钾、钙、钠除外．结合四种金属活动性强弱关系镁＞锌＞铁＞氢＞铜，锌先和硝酸铜反应，然后铁和硝酸亚铁反应，锌和铁都不能和硝酸镁反应，向滤渣中加入稀盐酸，看到有气泡冒出，说明有排在氢前面的金属剩余，据此分析．
（6）根据反应的化学方程式，利用恰好完全反应时放出氢气的质量，可计算参加反应的锌的质量；

解答 解：（1）A、根据原子结构示意图的特点可知：铝的核内质子数为13，故正确；
B、根据原子的核外电子在化学反应中的规律特点可知：铝的最外层电子数是3，且在化学反应中易失掉3个电子而达到稳定结构，故正确；
C、依据地壳中元素的含有情况可知，铝是地壳中含量最多的金属元素，而含量最多的元素是氧；故错误；
D、根据金属铝的性质可知：铝具有较好的导电性，所以可以用铝制作导线；故正确；
故选C．
（2）赤铁矿和一氧化碳在高温条件下生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（3）由于铁生锈是铁与空气中氧气、水反应，参加反应铁、水、氧气的质量总和等于生成铁锈的质量，所以铁锈蚀后的质量增加．所以不遵守质量守恒定律的结论不正确；
（4）通常情况下铝制品很耐腐蚀，这是因为铝在常温下与空气中的氧气发生化学反应，使铝的表面生成了一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止了内部的铝进一步氧化．
（5）四种金属活动性强弱关系镁＞锌＞铁＞氢＞铜，锌先和硝酸铜反应，然后铁和硝酸亚铁反应，锌和铁都不能和硝酸镁反应，向滤渣中加入稀盐酸，看到有气泡冒出，说明有排在氢前面的金属剩余，则该金属一定含有铁，可能含有锌，此外滤渣中一定含有置换出的铜；滤液中一定含有没参加反应的硝酸镁，有锌和硝酸铜反应产生的硝酸锌，铁可能参加反应，硝酸铜可能完全反应，因此可能含有硝酸亚铁、硝酸铜；
故答案为：铁和铜；Mg²⁺、Zn²⁺．
（6）设黄铜样品中锌的质量为x
Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑
65                      2
x                       0.2g
则$\frac{65}{2}=\frac{x}{0.2g}$，解得=6.5g
黄铜样品中铜的质量分数=$\frac{10.0g-6.5g}{10.0g}$×100%=35%
故答案为：
（1）C；（2）3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；（3）由于铁生锈是铁与空气中氧气、水反应，参加反应铁、水、氧气的质量总和等于生成铁锈的质量，所以铁锈蚀后的质量增加．所以不遵守质量守恒定律的结论不正确；（4）铝在常温下与空气中的氧气发生化学反应，使铝的表面生成了一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止了内部的铝进一步氧化；（5）铁和铜；Mg²⁺、Zn²⁺；（6）35%．

点评 了解原子结构示意图的意义；掌握核外电子在化学反应中的作用以及铝的性质是解决此类题的关键所在．