一、金屬材料1.金屬材料金屬材料包括純金屬和它們的合金。2.金屬的物理性質(zhì)(1)大多數(shù)金屬呈銀白色,但銅呈紫紅色,金呈黃色。(2)常溫下大多為固體,但汞為液體。(3)具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性,但不同金屬的物理性質(zhì)差異很大。
3.金屬的用途金屬的性質(zhì)在很大程度上決定了它們的用途,還需要考慮價(jià)格、資源、是否美觀、使用是否便利,以及廢料是否易回收和對(duì)環(huán)境的影響等多種因素。
4.合金(1)定義:在金屬中加熱熔合金屬或非金屬所制得的具有金屬特征的物質(zhì)。如:生鐵和鋼是含碳量不同的兩種鐵合金,其中生鐵的含碳量為2%~4.3%,鋼的含碳量為0.03%~2%。(2)性質(zhì)特征:合金的強(qiáng)度和硬度一般比組成它們的純金屬更高,某些合金抗腐蝕性更好,熔點(diǎn)比組成它們的純金屬的熔點(diǎn)低。
二、金屬的化學(xué)性質(zhì)1.金屬的化學(xué)性質(zhì)(1)金屬與氧氣的反應(yīng)。鋁、鎂、鐵、銅分別與氧氣反應(yīng)(寫化學(xué)方程式):
(2)金屬與酸溶液的反應(yīng)。鐵釘放入稀鹽酸中,其反應(yīng)現(xiàn)象為鐵釘表面有氣泡冒出,溶液由無色變?yōu)闇\綠色,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+2HCl══FeCl2+H2↑,反應(yīng)后溶液質(zhì)量增大。
(3)金屬與某些化合物(鹽)溶液的反應(yīng)。①鋁絲浸入CuSO4溶液中,鋁絲表面有紅色物質(zhì)生成,溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+3CuSO4══3Cu+Al2(SO4)3,且反應(yīng)后溶液質(zhì)量減小。②銅絲浸入AgNO3溶液中,銅絲表面有銀白色物質(zhì)生成,溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+2AgNO3══2Ag+Cu(NO3)2,且反應(yīng)后溶液質(zhì)量減小。
金屬的化學(xué)性質(zhì)注意以下幾方面:大多數(shù)金屬都能與氧氣反應(yīng),但反應(yīng)的難易和劇烈程度不同;金屬與酸反應(yīng)制取氫氣時(shí),要排除使用濃、稀硝酸和濃硫酸;金屬與鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng)時(shí),要考慮鹽必須可溶,金屬不可選用K、Ca、Na三種金屬,必須是“前金”置換“后金”;鐵單質(zhì)在置換反應(yīng)中都生成亞鐵鹽。
2.金屬活動(dòng)性順序及其應(yīng)用(1)金屬活動(dòng)性順序。
(2)應(yīng)用。①在金屬活動(dòng)性順序中,金屬的位置越靠前,它的活動(dòng)性就越強(qiáng)。②在金屬活動(dòng)性順序中,位于氫前面的金屬能置換出酸中的氫。③在金屬活動(dòng)性順序中,位于前面的金屬一般能把后面的金屬?gòu)乃鼈兊柠}溶液里置換出來,但活動(dòng)性極強(qiáng)的金屬(如K、Ca、Na)除外。
三、金屬資源的利用和保護(hù)1.鐵的冶煉(1)一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)。
現(xiàn)象:紅棕色的氧化鐵粉末逐漸變成黑色,同時(shí)澄清石灰水逐漸變渾濁,尾氣燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰。注意①實(shí)驗(yàn)前要先檢查裝置的氣密性;②要先通一氧化碳后加熱,以防一氧化碳與空氣混合加熱引起爆炸;③實(shí)驗(yàn)完畢后,先撤掉酒精燈,繼續(xù)通一氧化碳至試管冷卻,以防止空氣進(jìn)入將鐵氧化;④尾氣中的一氧化碳要點(diǎn)燃或用收集等方法處理。
(2)鐵的冶煉。原理:利用還原劑一氧化碳將鐵從鐵礦石中還原出來。設(shè)備:高爐。原料:鐵礦石、焦炭、石灰石。過程:工業(yè)煉鐵時(shí),把鐵礦石與焦炭、石灰石分別加入高爐,從下面通入熱風(fēng),在爐內(nèi)生成一氧化碳,把鐵從鐵礦石中還原出來。
2.含雜質(zhì)時(shí)有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算對(duì)含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進(jìn)行有關(guān)化學(xué)方程式計(jì)算。不純物質(zhì)、純物質(zhì)和純度之間的關(guān)系:(1)純物質(zhì)的質(zhì)量=不純物質(zhì)的質(zhì)量×純度;(2)不純物質(zhì)的質(zhì)量=純物質(zhì)的質(zhì)量÷純度;
3.鐵的銹蝕與保護(hù)(1)鐵的銹蝕。①實(shí)質(zhì):與氧氣、水蒸氣發(fā)生的緩慢氧化作用。②條件:氧氣、水共同存在,缺一不可。(2)防止鐵生銹的方法。原理:使鐵制品隔絕空氣或水。
(3)鋼鐵防銹措施。①保持鐵制品的清潔和干燥。②在鐵制品表面增加保護(hù)膜,如刷油漆、涂油、電鍍、烤藍(lán)等。③改變鐵制品的結(jié)構(gòu),制成合金鋼,如不銹鋼等。(4)生銹速度的影響因素。①鐵銹疏松多孔、易吸水,若生銹后的鐵不及時(shí)清除鐵銹,被銹蝕的速度將會(huì)加快。②鋼鐵的純度、環(huán)境溫度和酸堿性等是影響鋼鐵生銹速度的重要因素。
4.保護(hù)金屬資源的有效途徑(1)防止金屬腐蝕;(2)回收利用廢舊金屬;(3)合理開采礦物;(4)尋找金屬的代用品。
1.下列四組物質(zhì)中,會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的是(　　)A.銅和稀硫酸B.鐵和硫酸銅溶液C.燒堿溶液和氯化鉀溶液D.氧化銅和水解析:在金屬活動(dòng)性順序中,銅排在氫之后,因此銅與稀硫酸不發(fā)生置換反應(yīng);鐵排在銅之前,因此鐵能與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng);氫氧化鈉與氯化鉀反應(yīng)后沒有氣體、沉淀或水生成,故不能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng);氧化銅與水不反應(yīng)。答案:B
2.金屬材料在人類活動(dòng)中已得到越來越廣泛的應(yīng)用。下列性質(zhì)屬于金屬共性的是(　　)A.硬度很大、熔點(diǎn)很高B.是銀白色的固體C.易與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣D.能夠?qū)щ?、?dǎo)熱解析:一些金屬的硬度很小,熔點(diǎn)較低,如鈉等,A項(xiàng)錯(cuò)誤;一些金屬的顏色不是銀白色的,如銅是紫紅色的,B項(xiàng)錯(cuò)誤; 銅不能和稀鹽酸反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;金屬都有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性,D項(xiàng)正確。答案:D
3.下列關(guān)于合金的說法正確的是(　　)A.合金是化合物B.多數(shù)合金的熔點(diǎn)高于組成它的成分金屬的熔點(diǎn)C.合金的硬度一般比各成分金屬的硬度大D.合金只能由金屬與金屬熔合而成
解析:合金中各成分都是以單質(zhì)形式存在的,因此合金是混合物,A項(xiàng)錯(cuò)誤;合金的熔點(diǎn)比組成它的各成分金屬的熔點(diǎn)都低,B項(xiàng)錯(cuò)誤;合金的硬度比組成它的各成分金屬的硬度都大,是合金具有的重要性質(zhì),C項(xiàng)正確;合金也可以是金屬與非金屬熔合而成的,比如生鐵就是鐵碳合金,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:C
4.右圖是一氧化碳還原氧化鐵的部分實(shí)驗(yàn)裝置,關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法中正確的是(　　)A.充分反應(yīng)后,向固體中加稀鹽酸會(huì)產(chǎn)生氣泡B.在實(shí)驗(yàn)過程中,黑色的粉末會(huì)逐漸變成紅色C.該實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理為FeO+CO Fe+CO2D.在實(shí)驗(yàn)過程中,產(chǎn)生的尾氣可以直接排放到空氣中答案:A
5.金屬材料在我們的生活中有著廣泛的應(yīng)用,下列關(guān)于金屬物品的使用正確的是(　　)A.鋁合金門窗變舊變暗后用砂紙或鋼絲球打磨B.鐵桶中加入硫酸銅溶液和石灰乳配制殺菌劑波爾多液C.鋁壺內(nèi)的水垢用熱的稀鹽酸長(zhǎng)時(shí)間浸泡D.校內(nèi)用鋼架制作的自行車防雨棚應(yīng)定期噴涂油漆防銹
解析:鋁合金門窗變暗是與氧氣反應(yīng)生成了氧化鋁,不能用砂紙或鋼絲球打磨,否則會(huì)把氧化鋁薄膜去掉,起不到保護(hù)作用了,A項(xiàng)錯(cuò)誤;鐵與硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵,鐵桶被腐蝕,B項(xiàng)錯(cuò)誤;用鹽酸除水垢時(shí),不能長(zhǎng)時(shí)間浸泡,否則水垢除掉后,鹽酸再與鋁反應(yīng),鋁壺被腐蝕,C項(xiàng)錯(cuò)誤;刷漆或涂油使鋼架制作的自行車防雨棚與氧氣、水隔絕,以達(dá)到防銹的目的,D項(xiàng)正確。答案:D
6.將下列各組物質(zhì)放入燒杯中,加入適量水?dāng)嚢?待充分反應(yīng)后過濾,在濾紙上留下兩種金屬的是(　　)A.Zn、NaCl、CuCl2(過量)B.Fe(過量)、Cu(NO3)2、AgNO3C.Fe(過量)、KNO3、CuCl2D.Cu(過量)、FeCl2、HCl解析:A.在金屬活動(dòng)性順序中,由于Na>Zn>Cu,Zn不能與NaCl反應(yīng),Zn能與CuCl2反應(yīng)生成Cu和ZnCl2,由于CuCl2是過量的,只能得到一種金屬Cu,故A不符合題意;
B.在金屬活動(dòng)性順序中,由于Fe>Cu>Ag,Fe先與AgNO3反應(yīng)生成Ag和Fe(NO3)2,當(dāng)AgNO3反應(yīng)完后,Fe再與Cu(NO3)2反應(yīng)生成Cu和Fe(NO3)2,由于Fe是過量的,能得到三種金屬Ag、Cu、Fe,故B不符合題意;C.在金屬活動(dòng)性順序中,由于K>Fe>Cu,Fe不能與KNO3反應(yīng),Fe能與CuSO4反應(yīng)生成Cu和FeSO4,由于Fe是過量的,能得到兩種金屬Cu、Fe,故C符合題意;D.在金屬活動(dòng)性順序中,由于Fe>H>Cu,Cu不能與FeCl2、HCl反應(yīng),只能得到一種金屬Cu,故D不符合題意。答案:C
7.下列關(guān)于金屬資源的說法中,不正確的是(　　)A.自然界中除少數(shù)不活潑的金屬如金、銀等能以單質(zhì)形式存在外,其余都以化合物形式存在B.自然界中的金屬資源是取之不盡的C.防止金屬銹蝕、回收利用廢舊金屬可以保護(hù)金屬資源和環(huán)境D.合理開采礦物、尋找金屬代用品都是保護(hù)金屬資源的有效途徑答案:B
8.鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬。據(jù)估計(jì),每年全世界被腐蝕損耗的鋼鐵材料,約占全年鋼產(chǎn)量的十分之一。(1)如圖所示,取一根光亮鐵釘放在自來水中,觀察A、B、C三處的變化。幾天后,他們會(huì)發(fā)現(xiàn)　　　處最先出現(xiàn)鐵銹,大家結(jié)合書本知識(shí)知道,鐵在空氣中生銹實(shí)際是鐵與　　　　等物質(zhì)相互作用發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)的過程。?
(2)寫一條防止鐵制品生銹的措施　　　　　　　　　。?(3)在化工生產(chǎn)中可用稀鹽酸除去鐵制品表面的鐵銹。實(shí)驗(yàn)課上,小強(qiáng)將生銹鐵釘放入稀鹽酸中,觀察到鐵銹逐漸溶解,并伴有氣泡產(chǎn)生,溶液由無色逐漸變?yōu)辄S色,除去鐵銹的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　,產(chǎn)生氣泡的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　。當(dāng)鐵釘表面沒有氣泡產(chǎn)生時(shí),小強(qiáng)看到溶液仍為黃色,再過一段時(shí)間后,小強(qiáng)意外發(fā)現(xiàn)黃色溶液逐漸變成了淺綠色。經(jīng)仔細(xì)分析,小強(qiáng)大膽地寫出溶液顏色發(fā)生改變的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　。
解析:(1)B處鐵與水和氧氣充分接觸,故最先出現(xiàn)鐵銹;鐵在空氣中生銹實(shí)際是鐵與水和氧氣等物質(zhì)相互作用發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)的過程;(2)防止鐵生銹原理是隔絕氧氣和水,為了防止鋼鐵銹蝕人們常采用在其表面刷漆、涂油或是鍍上其他金屬等方法;
(3)鐵銹的主要成分是氧化鐵,鐵銹和鹽酸反應(yīng)能生成氯化鐵和水,其反應(yīng)化學(xué)方程式為6HCl+Fe2O3══2FeCl3+3H2O,鐵銹除去后鐵與剩余的鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣,產(chǎn)生氣泡,其反應(yīng)化學(xué)方程式為Fe+2HCl══FeCl2+H2↑;氯化亞鐵溶液呈淺綠色,所以我們可以根據(jù)質(zhì)量守恒定律判斷得出:鐵與氯化鐵反應(yīng)生成了氯化亞鐵,其反應(yīng)化學(xué)方程式為Fe+2FeCl3══3FeCl2 。
答案:(1)B　水和氧氣(2)刷漆或涂油(其他答案合理也可)(3)6HCl+Fe2O3══2FeCl3+3H2O　Fe+2HCl══FeCl2+H2↑　Fe+2FeCl3══3FeCl2
9.下圖為某同學(xué)探究鐵、銅、銀三種金屬活動(dòng)性順序的一組實(shí)驗(yàn):
(1)上述實(shí)驗(yàn)中,有氣泡產(chǎn)生的是　　　　　　(填寫裝置序號(hào)),請(qǐng)寫出這一反應(yīng)的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　。?(2)我國(guó)古代“濕法冶銅”就是利用了C中的反應(yīng)原理,請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　。?(3)通過上述實(shí)驗(yàn),還不能證明鐵、銅、銀三種金屬的金屬活動(dòng)性順序,請(qǐng)你在此基礎(chǔ)上補(bǔ)充一個(gè)實(shí)驗(yàn)幫助這位同學(xué)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?br/>解析:(1)上述實(shí)驗(yàn)中,鐵和酸能反應(yīng),所以有氣泡產(chǎn)生,反應(yīng)的化學(xué)方程式為 Fe+H2SO4══FeSO4+H2↑;(2)我國(guó)古代“濕法冶銅”的反應(yīng)原理是鐵和硫酸銅反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+CuSO4══FeSO4+Cu;(3)上述實(shí)驗(yàn)中不能驗(yàn)證銅和銀的活動(dòng)性,應(yīng)補(bǔ)充銅和銀的鹽溶液反應(yīng)(或補(bǔ)充銀和銅的鹽溶液反應(yīng))。
答案:(1)A　Fe+H2SO4══FeSO4+H2↑(2)Fe+CuSO4══FeSO4+Cu(3)
【例1】 人們的日常生活離不開金屬,高科技新材料的開發(fā)和應(yīng)用也需要金屬。(1)地殼中含量最多的金屬元素是　　　　。?(2)根據(jù)下圖金屬應(yīng)用實(shí)例推斷,金屬具有的物理性質(zhì)有　　　　　　　　　　　　。?
(3)日常使用的金屬材料多數(shù)屬于合金。下表列出了一些常見合金的主要成分和性能。
由上表推斷,與組成合金的純金屬相比,合金的優(yōu)點(diǎn)一般有　　　(填序號(hào))。?①?gòu)?qiáng)度更低?、谟捕雀蟆、廴埸c(diǎn)更高?、芸垢g性更好
(4)人們每年要從金屬礦物資源中提取數(shù)以噸計(jì)的金屬。根據(jù)所學(xué)化學(xué)知識(shí),按要求寫出兩個(gè)生成金屬的化學(xué)方程式:①　 (置換反應(yīng))。?②　 (分解反應(yīng))。?解析:(1)地殼中含量最多的金屬元素是鋁。(2)由金屬可作電線,推知金屬具有導(dǎo)電性;金屬可拉成絲,可知金屬具有延展性;金屬可制造炊具,可知金屬具有導(dǎo)熱性?；卮?3)時(shí),可用對(duì)比、分析、歸納的方法進(jìn)行:表中焊錫合金與鉛、錫兩種金屬的熔點(diǎn)相比,沒有金屬單質(zhì)的熔點(diǎn)高,故③錯(cuò);硬鋁與金屬單質(zhì)相比強(qiáng)度和硬度較好,故①錯(cuò),②正確;不銹鋼與金屬單質(zhì)鐵相比抗腐蝕性更好,故④正確。
答案:(1)Al(或鋁)(2)導(dǎo)電性、延展性、導(dǎo)熱性　(3)②④
【例2】 化學(xué)實(shí)驗(yàn)室要從含少量銅粉的銀、錳(Mn)混合金屬粉末中分離出貴金屬,并獲得一種鹽晶體,將有關(guān)三種金屬隨意編號(hào)為A、B、C,并設(shè)計(jì)了如下流程:下列說法不正確的是(　　)A.操作a的名稱是過濾B.金屬C是銀C.A、B、C三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)?A>B>CD.若A的硫酸鹽中A元素顯+2價(jià),則A的硫酸鹽化學(xué)式為MnSO4
解析:硫酸鹽溶液,經(jīng)過操作a后,得到了硫酸鹽晶體,所以操作a的名稱是蒸發(fā),A項(xiàng)錯(cuò)誤;在金屬活動(dòng)性順序中,銅、銀排在氫的后面,所以不能與酸反應(yīng)放出氫氣,由題意可知三種金屬中只有A能與稀硫酸反應(yīng)生成無色氣體和A的鹽溶液,所以我們判斷A是Mn,金屬B、C混合物是銅和銀的混合物,向它們的混合物中加入足量的含AgNO3的回收液,過濾后得到金屬C,說明金屬C不能與AgNO3溶液反應(yīng),金屬B能與AgNO3溶液反應(yīng),因此B為銅,C為銀,B項(xiàng)正確;由B項(xiàng)分析可知,A、B、C三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)锳>B>C,C項(xiàng)正確;已知A的硫酸鹽中A元素顯+2價(jià),硫酸根顯-2價(jià),又因?yàn)锳是金屬M(fèi)n,所以A的硫酸鹽化學(xué)式是MnSO4,D項(xiàng)正確。答案:A
【例3】 某化學(xué)興趣小組為探究鐵、銅、鋅、銀的金屬活動(dòng)性順序,設(shè)計(jì)了下圖所示的三個(gè)實(shí)驗(yàn)(其中金屬均已打磨,且其形狀、大小相同;所用鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、用量也相同)。下列判斷中錯(cuò)誤的是(　　)A.通過上述三個(gè)實(shí)驗(yàn),不能判斷出四種金屬的金屬活動(dòng)性順序B.若增加一個(gè)銅鋅金屬活動(dòng)性比較的實(shí)驗(yàn),則可判斷出四種金屬的活動(dòng)性順序C.通過實(shí)驗(yàn)①和③的反應(yīng)劇烈程度,可以判斷出鐵和鋅的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱D.通過實(shí)驗(yàn)②的反應(yīng)現(xiàn)象,可以判斷出銅和銀的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱
解析:由實(shí)驗(yàn)①可知金屬活動(dòng)性順序?yàn)镕e>H,由實(shí)驗(yàn)②可知金屬活動(dòng)性順序?yàn)镃u>Ag,由實(shí)驗(yàn)③可知金屬活動(dòng)性順序?yàn)閆n>H,又由實(shí)驗(yàn)①和③中反應(yīng)的劇烈程度,可知Zn的金屬活動(dòng)性大于Fe的。綜上可見,通過上述三個(gè)實(shí)驗(yàn),只能判斷出金屬活動(dòng)性順序?yàn)閆n>Fe,Cu>Ag,并不能判斷出四種金屬的金屬活動(dòng)性順序,若增加一個(gè)Fe、Cu金屬活動(dòng)性比較的實(shí)驗(yàn),則可判斷出四種金屬的金屬活動(dòng)性順序。故選B。答案:B
【例4】 某化學(xué)興趣小組用一氧化碳與氧化鐵的反應(yīng)來探究煉鐵的原理,裝置如圖所示。請(qǐng)回答有關(guān)問題:
(1)為避免一氧化碳污染空氣,并回收利用一氧化碳,方框中連接的是C和D,導(dǎo)管接口的連接順序?yàn)閍→　　 　→　　 　→　 　　。?(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí),應(yīng)　　　　　　(填“先加熱再通CO”或“先通CO再加熱”),目的是　　　　　　　　　　　　　。?(3)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一段時(shí)間后,玻璃管A中出現(xiàn)的現(xiàn)象為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?(4)B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　 　　。?
解析:(1)一氧化碳有毒,不能直接排放到空氣中去,要用C裝置把二氧化碳除去且將一氧化碳收集起來,D裝置是用來收集C裝置中排出的溶液,所以導(dǎo)管接口的連接順序?yàn)閍、d、b、e;(2)因?yàn)橐谎趸季哂锌扇夹?若和氧氣混合在點(diǎn)燃的條件下會(huì)發(fā)生爆炸,所以實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先通一氧化碳再加熱,目的是趕盡玻璃管內(nèi)的空氣,防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸;(3)紅棕色的氧化鐵和一氧化碳在高溫條件下反應(yīng)能生成鐵和二氧化碳,所以現(xiàn)象是紅棕色固體變?yōu)楹谏?(4)A中生成的二氧化碳與B中的氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀和水,其反應(yīng)化學(xué)方程式為CO2+Ca(OH)2══CaCO3↓+H2O。
答案:(1)d　b　e(2)先通CO再加熱　趕盡玻璃管內(nèi)的空氣,防止加熱時(shí)爆炸(3)紅棕色固體變?yōu)楹谏?4)CO2+Ca(OH)2══CaCO3↓+H2O
含一定量雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物質(zhì)量的計(jì)算
【例5】 為測(cè)定某赤鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù),小龍和他的同學(xué)用足量的純凈的一氧化碳與10 g赤鐵礦石樣品充分反應(yīng)(雜質(zhì)不參與反應(yīng)),并將生成的氣體用一定量的氫氧化鈉溶液完全吸收,該溶液總質(zhì)量與反應(yīng)時(shí)間的變化關(guān)系如圖。(1)上述反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量為　　　g;?(2)計(jì)算該赤鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù);(3)若上述反應(yīng)后剩余固體質(zhì)量為m g,寫出計(jì)算該赤鐵礦石中氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式:　　　 (用m表示)。?
解析:根據(jù)質(zhì)量守恒定律,氫氧化鈉溶液增加的質(zhì)量=產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量=106.6 g-100 g=6.6 g。根據(jù)反應(yīng)方程式可知,10 g赤鐵礦石樣品充分反應(yīng)后減少的質(zhì)量=氧化鐵中氧元素的質(zhì)量=(10-m) g。根據(jù)氧化鐵中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以求出,氧化鐵的質(zhì)量=
【例6】 銅銹的主要成分是銅綠[Cu2(OH)2CO3],某同學(xué)為了探究銅在空氣中生銹的條件,利用如圖所示的裝置A、B、C進(jìn)行實(shí)驗(yàn),經(jīng)過一個(gè)月的觀察,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)B中的銅絲生銹而A、C中銅絲無明顯變化。由此該同學(xué)得出結(jié)論:銅生銹的主要原因是銅與空氣中氧氣和水相互作用的結(jié)果。試回答:
(1)該同學(xué)得出的結(jié)論正確嗎?　　　。?(2)你認(rèn)為參與銅生銹的物質(zhì)還可能有　　　 ,理由是?　 。?(3)為驗(yàn)證你的判斷,可用上圖所示的D裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),其中NaOH溶液的作用是　　　　　　　　　。經(jīng)過近一個(gè)月的觀察,D中銅絲基本無變化。由此可認(rèn)為銅在　　　　　　的條件下難生銹,故參與銅生銹反應(yīng)的物質(zhì)有　　　　　　。?
解析:該題以驗(yàn)證銅“生銹”現(xiàn)象為切入點(diǎn),通過發(fā)現(xiàn)問題→提出問題→收集證據(jù)→得出結(jié)論→反思與應(yīng)用,告訴大家解決類似問題的具體方法及程序,并且在這一過程中提出了一系列問題讓我們進(jìn)行解答。該題主要利用對(duì)照實(shí)驗(yàn)法驗(yàn)證銅生銹的條件,注意比較相同的條件和不同的條件,結(jié)合銅銹的成分做出合理的判斷。答案:(1)不正確(2)CO2　由銅綠的化學(xué)式可知它是由Cu、O、H、C四種元素組成的,故還應(yīng)有含碳的物質(zhì)參與銅的生銹反應(yīng)(3)除去空氣中的CO2　氧氣和水的共同作用(或缺少CO2)　銅、O2、CO2和H2O

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