Question

11．金属材料在日常生活中广泛使用．
（1）高温条件下，一氧化碳可把铁从磁铁矿石（Fe₃O₄）中还原出来，反应的化学方程式是4CO+Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO₂．生铁和钢都是铁合金，其中含碳量较高的是生铁．
（2）黄铜是铜和锌的合金．向一定质量的黄铜样品中加入196g 稀硫酸，恰好完全反应，产生0.2g 氢气．则所用稀硫酸的溶质质量分数是5%．除了可求出稀硫酸的溶质质量分数外，你还能求出的化学量有①④（填序号）．
①锌的质量②锌的质量分数③铜的质量分数④硫酸锌的质量⑤硫酸溶液的体积
（3）铝是一种比较耐腐蚀的金属材料，这是因为4Al+3O₂=2Al₂O₃（用化学方程式表示），如果用铝来制取氢气，那么需要AC操作（填编号），才能达到实验目的．
A．用砂纸打磨表面B．用水浸泡一会
C．用稀盐酸浸泡一段较长时间        D．把铝片剪成小块．

Answer 1

分析 （1）首先根据反应原理找出反应物、生成物、反应条件，根据化学方程式的书写方法、步骤进行书写；根据生铁和钢都是铁的合金，根据它们的组成进行分析解答即可．
（2）根据金属活动性强弱关系锌＞氢＞铜可知，把黄铜放入稀硫酸时，锌可与硫酸反应生成硫酸锌同时放出氢气；利用反应的化学方程式，由反应生成氢气的质量可计算消耗锌的质量、消耗硫酸的质量及生成硫酸锌的质量，然后利用硫酸质量与稀硫酸质量比还可计算出稀硫酸中硫酸的溶质质量分数；根据质量守恒定律，还可计算出反应后所得溶液的质量，因此还可计算反应后硫酸锌溶液的溶质质量分数．
（3）铝易与空气中的氧气反应生成氧化铝，氧化铝具有致密结实的结构，在实验前应做预先的处理将氧化膜去掉．

解答 解：（1）高温条件下一氧化碳能把铁从磁铁矿石（主要成分为Fe₃O₄）中还原出来，生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：Fe₃O₄+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO₂．生铁是含碳量为2%～4.3%的铁合金，钢是含碳量为0.03%～2%的铁合金，其中含碳量较高的是生铁．
（2）设参加反应的硫酸的质量为x，
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
       98                   2
       x                  0.2g
$\frac{98}{x}=\frac{2}{0.2g}$
x=9.8g
所用稀硫酸的溶质质量分数为：$\frac{9.8g}{196g}$=5%
根据反应的化学方程式，还可以计算出锌的质量、硫酸锌的质量；但由于不知道黄铜的质量，因此不能计算出黄铜中铜的质量分数、锌的质量分数；由于不知道硫酸溶液的密度，因此也不能把硫酸溶液的质量转变为体积；根据质量守恒定律，反应后溶液质量可由参加反应锌的质量+所加稀硫酸的质量-放出氢气的质量而计算出来，因此，还可以计算出所加稀硫酸的溶质质量分数；分析选项，应选①④；
（3）铝的活动性较强，易与空气中的氧气反应生成致密结实的氧化铝薄膜，铝能与氧气发生化合反应生成氧化铝，化学方程式为：4Al+3O₂=2Al₂O₃
在实验前可以用砂纸将氧化膜打磨掉，也可以放入稀盐酸将氧化铝反应掉．
故答案为：（1）4CO+Fe₃O₄ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO₂；生铁；（2）5%；①④；（3）4Al+3O₂=2Al₂O₃；AC．

点评 反应的化学方程式可以表现出反应中各物质的质量关系，因此，利用反应的化学方程式可由反应中任一物质质量计算出反应中其它物质的质量．