Question

阅读题为“化学与人类文明”的短文并填空．
（1）人类最早进入青铜器时代，继而进入铁器时代，而人类利用铝的历史仅100多年，请从化学性质的角度分析其中的原因：______．含铝化合物，如明矾[KAl（SO₄）₄?H₂O]被人类用于净水，这是因为明矾溶于水生成的胶状物可以______悬浮于水中的杂质，使之从水中______出来．后来人类发现明矾中的铝元素有损人体健康，所以又发明了新型净水剂高铁酸钾（K₂FeO₄）．请写出高铁酸钾中铁元素的化合价______，计算该物质中铁元素的质量分数______．
（2）铁元素与人类的关系很密切，是人体中血红蛋白的成分，能帮助运输氧气．此外单质铁粉还能制作保鲜剂和“取暖袋”呢．“取暖袋”中的发热剂主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠、水等，其发热是利用铁生锈时放热，这是化学能转化为热能的一种形式．“取暖袋”中的发热剂要接触空气才会发热，原因是铁要与______、______等物质共同作用才会生锈．你认为发热剂中氯化钠的作用是：______．
（3）人类利用化学能转化为热能的形式还有很多，例如燃烧化石燃料或新型燃料．请写出两个有关的化学方程式：______

Answer 1

【答案】分析：（1）根据金属的活泼性来分析金属被人类使用的历史，根据胶状物的结构来分析其性质，利用物质的化学式来计算某元素的化合价及元素的质量分数；
（2）从铁生锈的条件考虑，铁只有与水、空气同时接触时才生锈，若有盐溶液存在时，则会使生锈速度加快来分析；
（3）煤的燃烧和天然气的燃烧都是化学能转化为热能的形式，然后利用成分来书写相关的化学方程式．
解答：（1）因金属越活泼，从化合物中冶炼金属就越困难，由金属的活泼性Al＞Fe＞Cu，显然Cu不活泼，则最早被人类应用；明矾溶于水生成的胶状物具有较大的固体表面积，则能够
吸附水中的悬浮杂质，从而使杂质与水分离；在K₂FeO₄中K元素的化合价为+1价，O元素的化合价为-2价，由化合物中正负化合价的代数和为0，则Fe元素的化合价为+6价，在K₂FeO₄中
铁元素的质量分数为×100%=28.3%，故答案为：金属的活泼性不同．根据金属活动性顺序表，A1．Fe．Cu的金属活动性为Al＞Fe＞Cu，金属越活泼，越难从其化合物中还原出来；吸附；分离；+6价；28.3%；
（2）因铁要与水、氧气同时接触才能生锈，缺一不可，发生该反应时放出热量，并且当有盐溶液存在时，生锈的速度加快，故答案为：水；氧气；加速铁粉生锈，更快地放出热量；
（3）因天然气和煤的燃烧都是化学能转变为热能的具体表现形式，天然气的主要成分是甲烷，燃烧生成二氧化碳和水，煤的主要成分是碳，燃烧生成二氧化碳，故答案为：
CH₄+2O₂ 2H₂O+CO₂；C+0₂ CO₂．
点评：本题较难，注重了化学与生活、生产的联系，学生应能利用所学化学知识来解释金属使用的历史、铁的生锈、能量的转化等实际问题．