Question

（1）金屬材料的使用
①人類進入鐵器時代要比青銅器時代晚得多，這與______有關（填序號）．
A．金屬的活動性　　 B．金屬的導電性　　　 C．金屬的導熱性　　　 D．地殼中金屬元素的含量
②人類一般使用銅合金多于純銅，因為銅合金的熔點要比銅低，硬度要比銅______ （填“大”或“小”）．
（2）金屬的結構
圖1是鋁的原子結構示意圖．在化學反應中鋁原子易______（填“得到”或“失去”）電子達到穩定結構，因此化合物中鋁元素通常顯______價．
（3）金屬的活動性
①請將銅、鋁、鐵三種金屬的元素符號填寫在下列金屬活動性順序圖2中的相應位置．
②要快捷驗證銅、鋁、鐵的活動性順序，某同學已經選擇了打磨過的鐵絲，你認為他還需要的其它試劑是______．
③鎂、鋁、鐵三種金屬單質與足量的稀硫酸反應，生成等質量的氫氣，需要消耗的金屬質量由多到少的順序是______
（4）金屬的銹蝕
①鋁的活動性比鐵強，但鋁在空氣中卻表現出良好的抗腐蝕性能，其原因是______．
②鐵在潮濕的空氣中容易銹蝕，為了防止鐵制品銹蝕，人們常采用______的方法（任寫一種）來達到目的．生銹的鐵制品放入盛有過量稀鹽酸的洗槽中，觀察到溶液變黃，一段時間后，有無色氣泡逸出．溶液變黃的化學反應方程式是：______．
③銅表面也容易生銹成銅綠，其主要成分是堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]．銅生銹除了與氧氣和水有關外，還與空氣中的______有關．
（5）金屬的冶煉
①西漢時期我國的勞動人民又發明了“濕法煉銅”，即“曾青得鐵則化為銅”請用反應方程式表示其冶煉原因_______．
②小章同學準備在實驗室用圖3所示裝置模擬工業煉鐵．請你據此回答：
實驗中玻璃管內的現象為：______，反應的化學方程式是______；
③某同學實驗完成后，發現過量的澄清石灰水增重0.88g，則該同學通入裝置的CO氣體質量一定要大于______g（保留小數點后兩位）．

Answer 1

解：（1）①金屬的開發和大規模利用的時間早晚與金屬的活動性有關，金屬越活潑，冶煉難度越大，開發和利用的時間越晚，故選擇A；
②合金的熔點要比各成分金屬的熔點低，硬度大，所以青銅乃銅錫合金，其熔點要比銅低，硬度要比銅大；
（2）在鋁原子結構示意圖中看出最外層電子數為3，該元素的原子在化學反應中一般要失去3個電子而形成穩定結構，因而表現出的化合價為+3價；
（3）①根據銅、鋁、鐵三種金屬的活動性強弱關系鋁＞鐵＞氫＞銅，可判斷順序表最左端空格內為鋁，接下來的空格內為鐵，最右端為銅；
②證明銅、鋁、鐵的活動性順序選擇一種金屬和另兩種金屬的鹽溶液，所以除了鐵絲外，可以選擇鋁和銅的鹽溶液，如AlCl₃、CuCl₂溶液，將鐵絲伸入AlCl₃、CuCl₂溶液中，觀察到在CuCl₂溶液鐵的表面有紅色的物質生成，而在AlCl₃溶液中無現象，則可以判斷金屬鐵的活動性順序比銅強，比鋁弱；
③解：由鎂、鋁、鐵三種金屬分別與足量的稀鹽酸反應的化學方程式Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑，Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑，2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑可知，每生成一克氫分子與需要這幾種物質的比為：
Fe--1：28，Al--1：9，Mg--1：12，所以要產生相等質量的氫氣，需要的鐵質量最多，鎂次之，鋁最少；
（4）①鋁的活動性比鐵強，但鋁在空氣中卻表現出良好的抗腐蝕性，是因為鋁容易與空氣中的氧氣發生反應，會生成一層致密的氧化鋁膜覆蓋在鋁的表面，阻止反應的進行，所以具有良好的抗腐蝕性；
②鐵生銹是鐵與空氣中的氧氣和水等物質共同作用的結果，生活中常用的鐵制品防銹方法有：在鐵制品表面涂上一層保護膜，在鐵制品表面鍍上一層其他金屬，改變鐵制品的內部結構，將其制成不銹鋼等合金等；
生銹的鐵制品放入盛有過量稀鹽酸的洗槽中，觀察到溶液變黃，是與鐵銹反應生成氯化鐵的緣故；一段時間后，有無色氣泡逸出，是與鐵反應產生氫氣的緣故．所以溶液變黃的化學反應方程式是：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；
（5）①“濕法煉銅”，即“曾青得鐵則化為銅”是鐵和硫酸銅反應產生硫酸亞鐵和銅，反應的方程式為：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
②一氧化碳還原氧化鐵（紅色）產生鐵（黑色）和二氧化碳，因此實驗中玻璃管內的現象為：紅色固體變黑色；反應的方程式為：3CO+Fe₂O₃ 2Fe+3CO₂；
③根據石灰水增重的0.88g就是產生的二氧化碳的質量
設生成0.88g二氧化碳需要一氧化碳的質量為x
3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂
84 132
x 0.88g
= x=0.56g
但在實際操作中需要多通入一氧化碳用于排空氣，防止發生爆炸，后還通一氧化碳至冷卻，防止氧化，故通入裝置的CO氣體質量一定要大于0.56g．
故答案為：（1）①A ②大
（2）失去+3
（3）①Al Fe Cu ②AlCl₃、CuCl₂溶液（答案合理即可） ③鐵＞鎂＞鋁
（4）①鋁表面有一層致密的氧化膜 ②涂油（答案合理即可）
Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O ③CO₂
（5）Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu ①紅色固體變黑色 3CO+Fe₂O₃ 2Fe+3CO₂
②0.56 g
分析：（1）①根據金屬的開發和大規模利用的時間早晚與金屬的活動性有關，金屬越活潑，冶煉難度越大，開發和利用的時間越晚進行解答；
②根據合金的熔點要比各成分金屬的熔點低，硬度大進行解答；
（2）根據原子結構示意圖中的最外層電子數判定其得失電子的程度難易及數量，從而得到離子所帶的電荷數及元素的化合價；
（3）①根據金屬活動性順序，將銅、鋁、鐵三種金屬的元素符號填金屬活動性順序表中的相應位置；
②證明銅、鋁、鐵的活動性順序根據選擇的金屬鐵絲和另兩種金屬的鹽溶液即可完成探究；
③根據三種金屬與酸反應的關系分析；
（4）①鋁的活動性比鐵強，但比鐵耐腐蝕，要從形成保護膜角度考慮；
②根據鐵生銹的條件及其防護措施分析解答；根據鐵銹和稀鹽酸反應的現象及原理書寫方程式；
（5）①根據“濕法煉銅”，即“曾青得鐵則化為銅”的原理是鐵和硫酸銅反應，寫出反應的方程式；
②根據一氧化碳還原氧化鐵的原理描述現象及書寫方程式；
③根據一氧化碳還原氧化鐵中一氧化碳的作用分析并計算．
點評：本題綜合性的考查了有關金屬的活動性順序、金屬的冶煉、生銹、除銹及相關的計算，難度不大，利用相關的知識逐一解答即可．