Question

金屬用途廣泛，其結構和性質等是化學的重要研究內(nèi)容．
（1）如圖一是鋁的原子結構示意圖．下列說法不正確的是

 

．
A．鋁原子中的質子數(shù)為13
B．在化合物中鋁通常顯+3價
C．鋁是地殼中含量最多的元素
D．鋁可作導線是由于它具有良好的導電性
（2）某化學小組用一定量的AgNO₃和Cu（NO₃）₂混合溶液進行了如圖二實驗，并對溶液A和固體B的成分進行了分析和研究．
【提出問題】溶液A中的溶質可能有哪些？
【做出猜想】
①只有Zn（NO₃）₂            ②Zn（NO₃）₂、AgNO₃
③Zn（NO₃）₂、Cu（NO₃）₂    ④Zn（NO₃）₂、Cu（NO₃）₂、AgNO₃
【交流討論】不合理的猜想是

 

（填標號），其理由是

 

．
【實驗探究】若猜想①成立，通過以下實驗可確定固體B的成分，請將下表填寫完整．

實驗步驟	現(xiàn)象	實驗結論
取少量固體B，滴加	有氣泡產(chǎn)生	固體B含有Cu、Ag和

（3）新型材料納米級Fe粉具有廣泛的用途，它比普通Fe粉更易與氧氣反應，其制備工藝流程如圖三所示：請回答下列問題：
①納米級Fe粉在空氣中易自燃．實驗中通入N₂的目的是

 

．
②寫出H₂還原FeCl₂，置換出鐵的化學方程式

 

．
③研究人員發(fā)現(xiàn)最后制得的納米級Fe粉樣品中混有少量的FeCl₂雜質．取樣品20g，加入足量的鹽酸，生成氫氣0.7g．請計算該樣品中單質Fe的質量分數(shù)（請寫出計算過程）

 

．

Answer 1

考點：金屬的化學性質,原子結構示意圖與離子結構示意圖,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式,根據(jù)化學反應方程式的計算

專題：金屬與金屬材料

分析：（1）根據(jù)鋁原子結構示意圖和地殼中最多的元素，能做導線的原因考慮本題；
（2）【交流討論】根據(jù)銅能與硝酸銀反應考慮是否存在硝酸銀；只要是鋅過量濾液中只含有硝酸鋅，檢驗鋅過量就是利用鋅與酸反應來考慮；
（3）①利用氮氣化學性質穩(wěn)定考慮；
②根據(jù)“H₂還原FeCl₂，置換出鐵”和質量守恒定律，書寫化學方程式．
③根據(jù)氫氣的質量計算出鐵的質量，再除以20g計算出鐵的質量分數(shù)．

解答：解：（1）原子結構示意圖中圓圈內(nèi)數(shù)字就是質子數(shù)；所以鋁原子質子數(shù)是13；由于鋁原子最外層電子數(shù)是3易失去3個電子，顯+3價；地殼中含量最多的元素是“氧元素”；鋁做導線就是因為鋁具有導電性；
（2）猜想②中無硝酸銅，說明Cu（NO₃）₂ 已與鋅反應生成Cu，而銅能與硝酸銀反應，所以有銅剩余時不可能存在硝酸銀，也就是說只要有硝酸銀時，一定也含有硝酸銅；
如果猜想①成立說明鋅把硝酸銀、硝酸銅都反應完了，如果能鑒別出剩余固體中含有鋅，就能說明鋅過量，銅和銀都被它置換出來，由于鋅能與酸反應產(chǎn)生氫氣，所以向固體中加入鹽酸，如果有氣體產(chǎn)生，說明鋅有剩余；
（3）①氮氣化學性質穩(wěn)定，在反應中起保護氣的作用；因為納米級Fe粉在空氣中易自燃．所以在實驗中通入N₂的目的是防止生成的納米級鐵粉被氧化．
②根據(jù)“H₂還原FeCl₂，置換出鐵”，根據(jù)質量守恒定律的元素守恒，可知另一種生成物為HCl，則其化學方程式為：H₂+FeCl₂

高溫  .

Fe+2HCl．
③由題意：取樣品20g，加入足量的鹽酸，生成氫氣0.7g．
解：設Fe的質量為x．
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
56             2
x             0.7g
則

56

x

=

2

0.7g

，解得x=19.6g，故

19.6g

20g

×100%=98%
答：該樣品中單質鐵的質量分數(shù)為98%．
故答案為：（1）C
（2）②Zn應先與AgNO₃反應，后與Cu（NO₃）₂反應，當有AgNO₃剩余時，溶質中一定含有Cu（NO₃）₂

實驗步驟	現(xiàn)象	實驗結論
稀鹽酸（或稀硫酸等）		Zn

（3）①防止生成的納米級鐵粉被氧化；②H₂+FeCl₂

高溫  .

Fe+2HCl．
③該樣品中單質鐵的質量分數(shù)為98%．

點評：本題容易出錯的地方是對幾種猜想正誤的判斷，要知道銅能與硝酸銀反應，只要有一種金屬剩余，則排在該金屬后面的金屬陽離子就不存在．熟悉根據(jù)方程式的簡單計算方法．