Question

18．金屬材料與人類(lèi)的生產(chǎn)和生活密切相關(guān)．
2015年5月12日，海西高速公路網(wǎng)的重要組成部分：福建省最長(zhǎng)跨海大橋-泉州灣大橋正式通車(chē)．大橋的建設(shè)及通行涉及到許多的化學(xué)知識(shí)．
（1）制造大橋護(hù)欄和斜拉索等重要器件的材料都是鋼，鋼屬于金屬（選填“金屬”或“無(wú)機(jī)非金屬”）材料．
（2）工人給大橋鋼鐵器件噴上油漆，目的是為了防止鐵與O₂、H₂O發(fā)生反應(yīng)而生銹．
（3）A、B、C、D四中金屬單質(zhì)，A能從B的化合物溶液中置換出B，但A不能與稀鹽酸反應(yīng)．相同條件下，C、D能與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，且D比C反應(yīng)劇烈．則四種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是：D＞C＞A＞B．
（4 ）鋅銅合金中是銅合金中的一種，用途較為廣泛．為測(cè)定鋅銅合金中鋅的含量，取該合金放入如圖盛有稀硫酸的錐形瓶中，發(fā)生反應(yīng)：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑．多次實(shí)驗(yàn)后，取平均值所得數(shù)據(jù)如表：

反應(yīng)前		充分反應(yīng)后裝置及反應(yīng)剩余物質(zhì)質(zhì)量
裝置和足量的稀硫酸質(zhì)量	鋅銅合金質(zhì)量
342.10g	16.00g	357.70g

若不考慮干燥劑吸收空氣中的水蒸氣，計(jì)算：
ⅰ根據(jù)質(zhì)量守恒定律求生成氫氣的質(zhì)量是多少g？
ⅱ該合金中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？（請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)材料的分類(lèi)解答；
（2）根據(jù)鐵生銹的條件及防止鐵生銹的方法解答；
（3）根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表的應(yīng)用分析．在金屬活動(dòng)性順序中，氫前的金屬可以與酸發(fā)生置換反應(yīng)，且位置越靠前，反應(yīng)的越劇烈；位置在前的金屬可以把位于其后的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)；
（4）根據(jù)鋅和硫酸反應(yīng)生成氫氣而銅不反應(yīng)，所以反應(yīng)前后質(zhì)量減少的質(zhì)量就是氫氣的質(zhì)量進(jìn)行解答；根據(jù)氫氣的質(zhì)量求出該合金中鋅的質(zhì)量以及該合金中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行解答．

解答 解：（1）鋼是鐵的合金，屬于金屬材料；故填：金屬；
（2）鐵生銹需要和氧氣、水同時(shí)接觸，工人給大橋鋼鐵器件噴上油漆，目的是為了防止鐵與氧氣（或O₂）或 水（或H₂O）發(fā)生反應(yīng)而生銹；故填：O₂、H₂O；
（3）由金屬活動(dòng)性表的應(yīng)用及題意可知，A能從B的硝酸鹽溶液中置換出B但A不能與稀鹽酸反應(yīng)，可判斷金屬A的活動(dòng)性比B強(qiáng)且在活動(dòng)性順序中位于氫之后，即活動(dòng)性強(qiáng)弱關(guān)系氫＞A＞B；由C、D能與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H₂，且D比C反應(yīng)劇烈的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可判斷金屬d的活動(dòng)性比C強(qiáng)且兩金屬都位于金屬活動(dòng)性順序中氫之前，即活動(dòng)性強(qiáng)弱關(guān)系為D＞C＞氫；綜合以上分析，四種金屬的活動(dòng)性由弱到強(qiáng)的順序?yàn)镈＞C＞A＞B；故填：D＞C＞A＞B；
（4）ⅰ依題意可得：氫氣的質(zhì)量=342.10g+16.00g-357.70g=0.4g；
ii設(shè)該合金中鋅的質(zhì)量為x．
Zn+H₂SO₄ ═ZnSO₄+H₂↑
65               2
x              0.4g
$\frac{65}{x}=\frac{2}{0.4g}$
該合金中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是=$\frac{13g}{16g}×100%$=81.25%
答：ⅰ根據(jù)質(zhì)量守恒定律求生成氫氣的質(zhì)量是0.4g；
ⅱ該合金中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為81.25%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及鹽金屬材料、金屬的腐蝕與防護(hù)以及化學(xué)方程式的計(jì)算，側(cè)重于基礎(chǔ)知識(shí)的考查，有利于培養(yǎng)學(xué)生的良好的科學(xué)素養(yǎng)，難度不大，注意相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的積累．