Question

已知某金屬X有下列相關信息：①它的主要礦物的化學成分是X₂O₃；②它主要通過熱還原法冶煉而成；③它的年產量位于金屬之首．
（1）據此推斷X是

 

（填選項字母）．
A．鈦       B．鐵       C．鋁       D．銅
（2）在高爐中用含X₂O₃的礦物冶煉該金屬的原理是

 

（用化學方程式表示）．
（3）電化學腐蝕是金屬腐蝕的主要原因．當兩種活潑性不同的金屬在潮濕的環境中接觸時，因形成原電池，活潑性強的金屬首先被腐蝕．利用這一原理，為了保護輪船的鋼質外殼，通常在行駛的輪船外殼上連接

 

 （填“銅板”、“鋅板”）．
（4）為了滿足某些尖端技術發展的需要，人們又合成了許多新型合金材料．儲氫合金是一類能夠大量吸收H₂，并與H₂結合成金屬氫化物的材料．此過程發生了

 

變化（填“物理”、“化學”），儲氫合金屬于

 

 （填“純凈物”、“混合物”）．
（5）根據鐵、銅、鋁三種金屬的活動順序判斷下列化學方程式正確的是

 

（填序號）．
①3Fe+2AlCl₃=3FeCl₂+2Al  ②3Cu+2AlCl₃=3CuCl₂+2Al  ③Fe+CuCl₂=FeCl₂+Cu
（6）某實驗室廢液中含有HCl、FeCl₂和CuCl₂等物質，若向其中加入稍過量的鐵粉，充分反應后過濾，則濾渣中含有

 

（填化學式）．
（7）同學們設計了如下實驗方案測定該礦物中X₂O₃的質量分數（裝置氣密性良好；礦物中的雜質不參加反應；假設礦物樣品中的X₂O₃完全反應）：
①取礦物樣品并稱量該樣品的質量；
②測出反應前廣口瓶和瓶內物質總質量；
③測出反應后廣口瓶和瓶內物質總質量；
④計算得出礦物樣品中x₂O₃的質量分數．
你認為，該實驗方案

 

（填“一定”或“不一定”）能準確測出礦物中X₂O₃的質量分數，理由是

 

．
不改變裝置和藥品，你還可以通過測定哪些數據，再通過計算得出礦物中X₂O₃的質量分數：

 

．
從環保角度看，該裝置的不足之處是

 

．

Answer 1

分析：（1）年產量位于金屬之首的是金屬鐵；
（2）高爐煉鐵中發生的反應是一氧化碳還原氧化鐵；
（3）根據題中信息結合原電池的原理進行選擇．
（4）可根據儲氫合金的儲氫原理及合金的組成進行分析．
（5）根據金屬活動順序表進行分析，前面的金屬可以把后面的金屬從其鹽溶液中置換出來．
（6）根據發生的化學反應及題中信息進行綜合分析．
（7）要測定礦物中X₂O₃的質量分數，可以根據生成的二氧化碳的質量或是反應前后固體物質的質量差來進行計算．

解答：解：（1）根據該金屬年產量位于金屬之首，可以確定該金屬是鐵，
故答案為：B；
（2）高爐煉鐵中發生的反應是一氧化碳還原氧化鐵，此反應生成鐵和二氧化碳，
故答案為：Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂
（3）根據原電池的原理，活潑性強的金屬首先被腐蝕，所以要保護船體，應選用活潑的金屬，鋅比銅活潑．
故答案為：鋅板
（4）由敘述可知該過程生成了金屬氫化物，故是化學變化，儲氫合金屬于合金，一般屬于混合物．
故答案為：化學；混合物
（5）鐵、銅、鋁三種金屬的活動順序為鋁、鐵、銅，根據活潑的金屬可以從不活潑金屬的鹽溶液中置換出不活潑金屬，③都符合題意．
故答案為：③
（6）加入鐵粉后和氯化銅溶液反應，置換出單質銅，又由于鐵過量，所以濾渣中有鐵和銅．
故答案為：Fe、Cu
（7）石灰水是氫氧化鈣的水溶液，氫氧化鈣是微溶于水的物質，故所含的溶質少，不一定能將生成的二氧化碳全部吸收，而且從裝置可以看出，石灰水直接與空氣接觸，可能吸收空氣中的二氧化碳，所以不一定能準確測出礦物中X₂O₃的質量分數，還可以設計實驗通過測定反應前后固體物質的質量差進行計算，由于一氧化碳有毒，必須進行尾氣處理．
故答案為：不一定； 生成的二氧化碳氣體不一定被石灰水完全吸收（或石灰水可能吸收空氣中的二氧化碳）；分別測出反應前玻璃管和礦物樣品的總質量、反應后玻璃管和剩余固體總質量（或測出反應后玻璃管內剩余固體的質量）；無尾氣處理裝置．

點評：本題涉及的知識點很多，要完整解答要求學生知識面和知識結構必須完整．