Question

金属元素在生活、生产中，以及对人类的健康有着很重要的作用，请回答下列问题．
（1）金属加工后的废切削液中含有2～5%的NaNO₂，它是一种环境污染物．人们用NH₄Cl溶液来处理此废切削液，使NaNO₂转化为无毒物质．该反应分两步进行：
第一步：NaNO₂+NH₄Cl═NH₄NO₂+X
第二步：NH₄NO₂═N₂↑+2H₂O
①第一步反应中X的化学式是

 

．
②NH₄NO₂中氮、氢、氧三种元素的质量比是

 

，其中氮元素的化合价分别是

 

，

 

．
（2）如图1是一盏废旧台灯，某实验小组的同学利用它进行观察分析并完成相关实验．

①小明发现台灯的铁螺丝钉表面已经锈蚀，原因是铁与空气中的

 

等发生了化学反应．
②小红发现铝箔反光片呈银白色，无锈迹，原因是铝表面有一层致密的氧化膜，生成该氧化膜的化学方程式为

 

．
③我国古代将炉甘石（ZnCO₃）、赤铜（Cu₂O）和木炭粉混合后加热到约800℃，得到一种外观似金子的合金，该合金的主要成分为

 

，试写出有铜生成的化学方程式

 

．
（3）用金属铁制备自来水的新型消毒、净水剂K₂FeO₄的流程如图2：
请回答下列问题：
①固体B的成分是

 

，反应a的化学方程式为：

 

．
②操作I的名称是

 

；操作I所需要的仪器和用品：铁架台、玻璃仪器、试剂、

 

（填一种实验物品名称）．
③反应a、b、c中没有涉及到的化学反应类型是

 

（填字母代号）．
A．化合反应　　B．分解反应　　C．置换反应　　D．复分解反应．

Answer 1

考点：金属的化学性质,过滤的原理、方法及其应用,自来水的生产过程与净化方法,金属锈蚀的条件及其防护,有关元素化合价的计算,元素质量比的计算,反应类型的判定,质量守恒定律及其应用

专题：空气与水,金属与金属材料

分析：（1）利用质量守恒定律来确定物质的化学式；根据四种基本反应类型的特点判断反应类型；根据化合物中各元素质量比=各元素的相对原子质量×原子个数之比，进行解答硝酸铵NH₄NO₂中氮元素、氢元素、氧元素的质量比，根据原子团求化合价．
（2）①铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的氧气和水共同作用的结果．②常温下，铝在空气中与氧气反应生成氧化铝保护膜，写出反应的化学方程式即可．③碳酸盐受热易分解，木炭具有还原性，能把氧化物还原得到金属和二氧化碳．
（3）根据反应①过量铁粉与硫酸铜的反应分析固体B的成分；根据过滤的原理及操作过程分析回答；根据发生的反应及反应的特点，分析没有涉及到的反应类型．

解答：解：（1）①在第一步反应中，NaNO₂+NH₄Cl═NH₄NO₂+X，反应前钠原子、氮原子、氧原子、氢原子、氯原子的个数分别为1、2、2、4、1，反应后氮原子、氧原子、氢原子的个数分别为2、2、4，则X中含有一个钠原子和一个氯原子，因此X的化学式是NaCl，故答案为：NaCl；
②化合物中各元素质量比=各元素的相对原子质量×原子个数之比，因此NH₄NO₂中氮、氢、氧三种元素的质量比是：（14×2）：（4×1）：（16×2）=7：1：8；NH₄⁺中氮元素的化合价为-3价，NO₂^-中氮元素的化合价为+3价．
（2）①台灯的铁螺丝钉表面已经锈蚀，原因是铁与空气中的氧气和水蒸气发生了化学反应．
②常温下，铝在空气中与氧气反应生成氧化铝保护膜，反应的化学方程式为：4Al+3O₂═2Al₂O₃．
③由于碳酸盐受热易分解，所以碳酸锌受热分解生成氧化锌和二氧化碳；碳具有还原性能和金属氧化物反应生成金属和二氧化碳，所以碳与氧化锌反应生成锌和二氧化碳，碳和氧化亚铜反应生成铜和二氧化碳．①ZnCO₃

高温  .

ZnO+CO₂↑②2ZnO+C

高温  .

2Zn+CO₂↑③2Cu₂O+C

高温  .

4Cu+CO₂↑．
（3）①由反应的流程可知，过量的铁粉与硫酸铜反应，生成了硫酸亚铁和铜，由铁是过量的，在过滤后得到的固体B是Cu，Fe的混合物，方程式为Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄；
②由上述反应①得到是固液的混合物，要将固液分开，应进行的操作是过滤，过滤时需要的仪器和用品：铁架台、玻璃仪器、试剂、滤纸；
③由反应的流程可知，反应①是Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．是一种单质和化合物反应生成了另一种单质和化合物，属于置换反应；反应②是FeSO₄+2KOH=Fe（OH）₂↓+K₂SO₄，该反应是由两种化合物相互交化成分生成了两种新的化合物，属于复分解反应；反应③是2Fe（OH）₂+H₂O₂=2Fe（OH）₃．由两种物质生成了一种物质，属于化合反应．综合上述反应的类型可知，没有涉及的反应类型是分解反应．所以，应选B；
故答案为：（（16分），方程式每个（2分），其余每空1分）
（1）①NaCl  ②7：1：8；-3；+3
（2）①氧气和水蒸气（或O₂和H₂O） ②4Al+3O₂═2Al₂O₃
③铜、锌（或Cu、Zn）  C+2Cu₂O 

高温  .

4Cu+CO₂↑
（3）①Cu、Fe（用名称也可）   Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄
②过滤、滤纸      ③B

点评：掌握质量守恒定律以及各元素质量比的计算、铁锈蚀的条件、金属铝的化学性质、金属活动性应用（“反应则活泼、不反应则不活泼”）是正确解答本题的关键．制取物质的反应流程图，对于这类题目，需要搞清楚每一步反应物、生成物，清楚工艺流程原理．再结合有关的知识分析解答有关的问题．