Question

金属材料在生活、生产、科技等方面普遍使用．
（1）我县某企业因经营不善而停工，一年多来，许多机械设备上已锈迹斑斑．晴晴同学将设备上一枚生锈的铁螺丝放入足量的稀盐酸中，观察到铁锈逐渐消失，该反应的化学方程式为

 

；一段时间后，又观察到铁钉表面有气泡产生，写出产生气泡的化学方程式

 

；晴晴结合学过的化学知识，向留守的管理人员提出了一些防止机械设备进一步锈蚀的建议，请写出一条晴晴的建议：

 

．
（2）钛（Ti）是航天航空、化工等方面的重要金属材料，被称为“21世纪的金属”．工业上用镁在高温下与TiCl₄反应制取，化学方程式为：TiCl₄+2Mg

高温  .

Ti+2MgCl₂．反应说明金属钛的活动性比镁

 

（填“强”或“弱”）．
（3）黄铜为铜锌合金，用途极为广泛，可用于制造供排水管、奖章、波纹管、蛇形管、冷凝管、弹壳及各种形状复杂的冲压制品、小五金件等．小华同学从家里带来了黄铜碎片，准备与同学们一起来测量其中的铜含量．他们决定先测定黄铜与酸反应产生的氢气的量，再计算．

①小华用设计出的上图A方案测定：先称量黄铜样品、锥形瓶及稀硫酸的质量，黄铜样品放入锥形瓶并倒入稀硫酸，待反应完毕后再测锥形瓶和反应后混合物的总质量，反应前后总质量差为产生氢气的质量．写出该反应的化学方程式：

 

．
②小海对小华的设计提出质疑后，在上述方案中的锥形瓶上加一装有干燥剂的干燥管，测定反应前后装置的质量差．请你说明小海质疑的理由是：

 

．
③晴晴通过思考后，觉得他们的方案由于产生氢气质量小，在天平上称量误差都较大，于是晴晴设计（如上图C）的方案．取了1.0g黄铜，加入足量的稀硫酸后，在量筒中收集到了111mL的水．已知该条件下氢气的密度为0.09g/L，请计算该黄铜中铜的质量分数（计算结果保留一位小数）．

Answer 1

分析：（1）根据Fe₂O₃、Fe能与盐酸反应去分析；
（2）根据金属活动顺序表中前边的金属能把后边的金属置换出来；
（3）①Zn能与稀硫酸反应；②根据实验过程分析；③根据排出水的体积等于生成气体的体积去计算．

解答：解：（1）因为Fe₂O₃会与盐酸反应，所以当把一枚生锈的铁螺丝放入足量的稀盐酸中时，观察到铁锈逐渐消失，当表面的铁锈消耗完后，露出来的铁又继续与盐酸反应生成氢气，所以观察到铁钉表面有气泡产生．防止铁生锈有多种方法，如：保持铁制品干燥；铁制品表面刷油漆等．
故答案为：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O、Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑       保持铁制品表面干燥（其他合理答案均可）
（2）金属活动顺序表中前边的金属会把后边的金属置换出来，因为镁能把钛置换出来，所以钛没有镁活泼．
故答案为：弱
（3）①镁会与稀硫酸反应，故答案为：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑②因为当清漆逸出来的同时，水蒸气也会随氢气逸出来，所以前后两次质量差也包含氢气所带出的水蒸气的质量．
故答案为：反应过程中有水蒸气随着氢气逸出
③解：设黄铜中锌的质量为x，则
m（H₂）=0.09g/L×0.111L=9.99×10^-3g
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65              2
x               9.99×10^-3
解得x=

65

2

×9.99×10^-3=0.325g
所以Cu的质量=1.0g-0.325g=0.675g
所以该黄铜中铜的质量分数为67.5%
答：黄铜中铜的质量分数为67.5%．

点评：当气体不溶于水时，可以利用排出水的体积等于生成气体的体积去计算．