Question

11．金属是现代生活和工业生成中应用极为普遍的一类材料．
（1）图A是金属的一个应用实例，利用了金属的导热性．
（2）图B是黄铜和纯铜片两块金属片相互刻划后，在纯铜片上有明显的划痕．该实验探究的目的是比较铜和黄铜的硬度大小．
（3）铝是一种活泼金属，但常温下铝却有较强的抗腐蚀性，其原因是4Al+3O₂═2Al₂O₃（用化学方程式表示）；
（4）某兴趣小组对“制镁企业不能使用CO₂灭火器作为消防器材”的问题进行探究，请你参与他们的活动．
【实验操作】小组同学将点燃的镁条插入盛满CO₂的集气瓶内，镁条继续剧烈燃烧，生成白色固体并有黑色物质附着于集气瓶内壁．同学们对镁与CO₂反应的产物继续进行探究．
【提出猜想】
I：产物是MgO和C；
Ⅱ：产物是MgC₂和C；
Ⅲ：产物是MgO、MgC₂和C．
某同学提出猜想Ⅱ一定是错误的，其依据是质量守恒定律．
【查阅资料】MgO+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg（OH）₂，Mg+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg（OH）₂+H₂↑；
MgC₂+2H₂O=Mg（OH）₂+C₂H₂↑．C₂H₂为可燃性气体
【实验分析】为探究白色固体的成分，兴趣小组同学进行了如下实验：
①取少量反应后的固体混合物放人试管，加入足量热水，无气体放出，说明猜想Ⅲ不正确；
②请根据正确猜想写出Mg与CO₂反应的化学方程式2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C．
【实验反思】通过本实验，金属镁着火时，可以采用的灭火方法是C（填字母）．
A、用水浇灭   B、用CO₂灭火     C、用沙子灭火
（5）某同学为验证锌的化学性质比较活泼，设计了两个实验（如图所示）：

①实验一中，小明一“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断，有同学认为不够合理，理由是反应的酸不同
②实验二中，针筒Ⅰ、Ⅱ内各有15mL盐酸（足量且溶质质量分数相同），容器Ⅰ内有mg锌片、容器Ⅱ内有mg铁片（二者表面积相同），同时将针筒内全部盐酸迅速注入容器中，红墨水的变化情况是：开始时左低右高（填“左高右低”、“左右相平”或“左低右高”，下同），最终左高右低．
（6）生活中使用的金属材料基本是合金，合金中各成分的比例会影响合金的性能．某兴趣小组对生铁的组成进行研究．称取生铁样品40g，把500g稀硫酸分5次加入样品中，测得实验数据如表（生铁中的杂质不溶于水，也不和稀盐酸反应）：

实验序号	加入稀盐酸的质量/g	剩余固体的质量/g
第1次	100	28.8
第2次	100	17.6
第3次	100	6.4
第4次	100	m
第5次	100	1.2

试计算：①第4次剩余固体的质量m=1.2g．
②该生铁样品中铁的质量分数为97%．
③计算所用稀硫酸的溶质质量分数（写出计算过程）．19.6%．

Answer 1

分析 （1）金属具有良好的导电性、导热性和延展性等；
（2）通过相互刻划可以判断不同固体的硬度；
（3）通常情况下，铝能和空气中的氧气反应生成氧化铝；
（4）化学反应遵循质量守恒定律，即化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类、总个数不变；
镁在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳；
（5）对比试验中，要确定好常量和变量；
锌比铁活泼；
铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，根据提供的数据可以进行相关方面的计算．

解答 解：（1）图A是金属可以用作炊具，是利用了金属的导热性．
故填：导热．
（2）图B是黄铜和纯铜片两块金属片相互刻划后，在纯铜片上有明显的划痕．该实验探究的目的是比较铜和黄铜的硬度大小．
故填：比较铜和黄铜的硬度大小．
（3）铝是一种活泼金属，但常温下铝却有较强的抗腐蚀性，其原因是铝和氧气反应生成了氧化铝，反应的化学方程式为：4Al+3O₂═2Al₂O₃．
故填：4Al+3O₂═2Al₂O₃．
（4）某同学提出猜想Ⅱ一定是错误的，其依据是质量守恒定律．
故填：质量守恒定律．
【实验分析】
①取少量反应后的固体混合物放人试管，加入足量热水，无气体放出，说明猜想Ⅲ不正确；
②猜想I是正确的，Mg与CO₂反应生成氧化镁和碳，反应的化学方程式为：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C．
故填：Ⅲ；2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C．
【实验反思】
通过本实验，金属镁着火时，可以采用的灭火方法是用沙子灭火．
故填：C．
（5）①实验一中，小明以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断，有同学认为不够合理，理由是反应物中的酸不同，一个是稀硫酸，一个是稀盐酸，因此无法比较反应速率．
故填：反应的酸不同．
②实验二中，同时将针筒内全部盐酸迅速注入容器中，红墨水的变化情况是：开始时，锌和稀盐酸反应的速率快，单位时间内产生的氢气多，因此红墨水是左低右高；
最终由于铁和稀盐酸反应生成的氢气多于锌和稀盐酸反应生成的氢气，因此红墨水是左高右低．
故填：左低右高；左高右低．
（6）①由第一次反应可知，100g稀硫酸能和11.2g铁反应，第四次反应中，铁的质量小于11.2g，因此第4次剩余固体的质量m=1.2g．
故填：1.2．
②该生铁样品中铁的质量分数为：$\frac{40g-1.2g}{40g}$×100%=97%，
故填：97%．
③第一次中的硫酸完全反应，设100g稀硫酸中硫酸质量为x，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，
56   98
11.2g x
$\frac{56}{11.2g}$=$\frac{98}{x}$，
x=19.6g，
所用稀硫酸的溶质质量分数为：$\frac{19.6g}{100g}$×100%=19.6%，
故填：19.6%．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．