Question

20．金属与人类的生活和生产密切相关．
（1）把金属制成合金，应用更加广泛．加工业上常用黄铜制造机器零件．原因是合金硬度大（答出一条即可）
（2）为保护金属，铁制品表面的铁锈要及时除去，而铝表面的氧化铝却不能除去，为什么？铝属于活泼金属，很容易和空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，这层薄膜有效低将内层的铝和外面的氧气隔绝开来，使铝不能继续被氧化
（3）某学习小组通过实验验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序，用到的药品有铁丝、铜丝、银丝、稀硫酸和硫酸铜溶液．实验结束后，同学们对该实验的废液进行了探究．通过分析，同学们一致认为废液中含有硫酸亚铁、硫酸铜和硫酸．请回答下列问题：
①甲同学只选用了以上药品中的三种，便通过实验得出了这三种金属的活动性顺序，甲同学选择的药品是铁丝、银丝和硫酸铜溶液．
②乙同学用pH试纸测得废液的pH小于7，证明废液显酸性．请简述乙同学的操作方法．用玻璃棒或者胶头滴管蘸取待测液滴加到pH试纸上，对比比色卡读数
（4）利用如图装置可做CO还原Fe₂O₃的实验，并检验该反应生成的气体产物．已知由A装置制取的CO气体中混有少量的CO₂．

①气体通过装置的顺序是A→CDBE（装置不能重复使用）
②E装置的作用是尾气处理．
（5）黄铜是铜锌合金，将10g的黄铜放入盛有100g一定质量分数的稀盐酸中，充分反应后，称得烧杯中剩余物质的总质量为109.8g．求合金中铜的质量分数．

Answer 1

分析 （1）合金具有更加优良的性能，如硬度、耐腐蚀性或者是光泽度等；
（2）铁锈是细鳞片状的层状结构，而氧化铝薄膜是致密的；
（3）①三种金属活动性比较实验，采取三取中的原则，即按照金属活动性排序后，中间的与两侧的状态不同（中间取单质则两侧对应可溶性盐溶液，或者中间是可溶性盐溶液，两侧对应单质）．
②pH值的测定方法，取样，滴在干燥的pH试纸上，与比色卡对比读数；
（4）利用如图装置可做CO还原Fe₂O₃的实验，并检验该反应生成的气体产物．已知由A装置制取的CO气体中混有少量的CO₂．首先要除去二氧化碳，然后加热转化最后检验生成物有二氧化碳，最后尾气处理．
（5）根据总质量前后变化为生成的氢气的质量，进而求算参加反应的锌的质量，最后求算合金中铜的质量分数．

解答 解：（1）用合金加工机械零部件是因为具有硬度大或者耐腐蚀性强等（合理即可）；
（2）铝属于活泼金属，很容易和空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，这层薄膜有效低将内层的铝和外面的氧气隔绝开来，使铝不能继续被氧化，所以铝表面的氧化膜不能打磨去除．
（3）①三种金属的活动性顺序为铁、铜、银，比较这三者的活动性实验，一般可以采取铁丝、铜盐溶液、银丝或者亚铁盐溶液、铜丝、硝酸银溶液．根据给定的试剂，甲选择铁丝、银丝和硫酸铜溶液．
②pH的测定是用玻璃棒或者胶头滴管蘸取待测液滴加到pH试纸上，对比比色卡读数．
（4）由于一氧化碳中混有二氧化碳，而反应后需要检验生成物，所以应该先除去二氧化碳，在给定的试剂中氢氧化钙是用来检验二氧化碳，而氢氧化钠用来吸收二氧化碳的，题目特别说明每种药品使用一次，意思是如果吸收就吸收干净了，不要考虑残留．所以整个实验过程是先吸收二氧化碳，然后加热氧化铁，然后检验二氧化碳的生成，最后尾气处理，所以顺序为ACDBE．最后的酒精灯是燃烧法尾气处理．
（5）根据质量守恒定律可知，生成的氢气的质量为10g+100g-109.8g=0.2g
Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑
65                       2
x                         0.2g
$\frac{65}{2}$=$\frac{x}{0.2g}$
x=6.5g
则合金中铜的质量分数为$\frac{10g-6.5g}{10g}$×100%=35%
答：合金中铜的质量分数为35%．
答案为：（1）硬度大；
（2）铝属于活泼金属，很容易和空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，这层薄膜有效低将内层的铝和外面的氧气隔绝开来，使铝不能继续被氧化；
（3）①铁丝、银丝和硫酸铜溶液．
②用玻璃棒或者胶头滴管蘸取待测液滴加到pH试纸上，对比比色卡读数
（4）①CDBE；
②尾气处理．
（5）35%

点评 本题设置问题较多，要静心逐一分析完成，本身难度不大，但是容易出现被表面的复杂迷惑．