Question

3．金属与人类的生产生活密切相关，牢固掌握金属的知识十分必要．
（1）下列用途是利用了金属的导热性的是d．
a．铜做导线　　　b．金做戒指
c．铝合金做门窗　　　d．铁锅作炊具
（2）银、铁、铜是日常生活中经常接触到的三种技术，对Ag、Fe、Cu三种金属活动性顺序的探究，下列所选试剂组可行的是①③．
①Fe、Ag、CuSO₄溶液   ②Cu、Ag、FeSO₄溶液  ③Cu、FeSO₄溶液、AgNO₃溶液
（3）如图是工业炼铁的示意图，其中焦炭的作用是提供能量和生成一氧化碳气体；有铁生成的化学方程式为Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（4）将锌粉加入到含有Cu（NO₃）₂和AgNO₃的混合溶液中，充分反映后过滤．
①若滤液中只含一种溶质，请分析则滤渣的成分一定含有铜和银，可能含有锌；
②若滤渣中含有两种金属，请分析滤液的成分硝酸锌．
（5）把一包含有杂质的铁粉样品分成质量相等的两份（杂质不溶于水，且不参与反应）．若向其中一份中加入足量的稀盐酸，充分反应后得到0.4g不容物；向另一份中加入足量的氯化铜溶液，充分反应后得到不容物3.5g，求原样品中铁粉的质量．

Answer 1

分析 （1）考虑铁良好的导热性；
（2）根据金属活动顺序进行思考，Ag、Fe、Cu这三种金属的金属活动性由强到弱的顺序为Fe＞Cu＞Ag．在金属活动顺序表中，前边的金属可以把后边的金属从其盐溶液中置换出来，所以可以选择相应的金属和盐溶液进行反应来证明这三种金属的活动性强弱．
（3）根据工业炼铁中焦炭的作用，工业炼铁是利用了在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，进行分析解答．
（4）根据金属活动顺序表知：锌＞铜＞银，所以加入锌粉，首先锌粉和硝酸银溶液反应，置换出单质银，如果锌粉足量可以再继续和硝酸铜反应置换出铜，若滤液中只含有一种溶质，说明溶液中只含有硝酸锌，滤渣中一定含有铜和银，可能含有锌；若滤渣中只含有两种金属，应该是铜和银，所以滤液中一定含有的金属离子是锌离子进行分析．
（5）若向其中一份中加入足量的稀盐酸，充分反应后应得到0.4g不溶物，说明其中一份铁粉中含杂质0.4g；向另一份中加入足量的氯化铜溶液，充分反应得到不溶物3.5g，所得不溶物为铜与铁粉中杂质的混合物，则铜的质量=3.5g-0.4g=3.1g；根据生成铜的质量，由反应的化学方程式，可计算中其中一份铁粉中铁的质量，所计算质量与杂质质量和的2倍即为原样品中铁粉的质量．

解答 解：（1）铁锅作炊具，是利用了铁良好的导热性．故填：d．
（2）①Fe、Ag、CueSO₄溶液这三种物质中，Fe与CuSO₄溶液反应，证明铁的活动性比铜强，Ag与CuSO₄溶液不能反应，证明铜比银的活动性强．所以，所选试剂组可行；
②因为铁的活动性在三种金属中最强，所以Cu，Ag都不能和FeSO4溶液反应，得不出Cu，Ag的活动性强弱，所以此试剂组不可行；
③Cu、FeSO₄溶液、AgNO₃溶液这三种物质中，Cu与FeSO₄溶液不反应，证明铁的活动性比铜强，Cu与AgNO₃溶液能反应，证明铜比银的活动性强，可以证明三种金属的活动性强弱，此试剂组可行．
故选①③．
（3）工业炼铁中利用了焦炭的可燃性，提供热量；又利用其还原性，与二氧化碳反应生成一氧化碳气体．
工业上用一氧化碳还原氧化铁炼铁，主要是利用CO的还原性，在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（4）由题意可知金属活动性顺序可知，锌＞铜＞银．向含有AgNO₃、Cu（NO₃）₂的混合液中加入一定量的锌粉，锌粉会首先置换硝酸银中的银，待硝酸银完全反应后继续与硝酸铜发生反应，若滤液中只含有一种溶质，说明溶液中只含有硝酸锌，滤渣中一定含有铜和银，可能含有锌；若滤渣中只含有两种金属，应该是铜和银，所以滤液中的成分是硝酸锌．
（5）由于两次混合物中不溶物的质量差为3.5g-0.4g=3.1g，所以为生成的铜的质量．
设与氯化铜溶液反应的铁粉质量为x．
Fe+CuCl₂═FeCl₂+Cu
56              64
x               3.1g
则$\frac{56}{64}=\frac{x}{3.1g}$，解得x≈2.7g．
原样品中铁粉的质量=2.7g×2=5.4g
答：原样品中铁粉的质量为5.4g．
故答案为：
（1）d；（2）①③；（3）生成一氧化碳气体；Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（4）①一定含有铜和银，可能含有锌；②硝酸锌；（5）5.4g．

点评 要会利用金属活动顺序表设计实验，去验证金属的活动性强弱．氢前边的金属会与酸反应，但氢后边的金属不会与酸反应，前边的金属会把后边的金属从其盐溶液中置换出来．但也要注意，与金属反应酸一般是指稀硫酸和盐酸，不包括浓硫酸和硝酸．