【点评】本题是关于化学方程式的计算,同时要分析好图象所提供的数据。
13.(9.00分)(2018?天津)金属材料广泛应用于生产生活中。
(1)常温下大多数金属都是固体,但体温计中的金属却是液体,该金属是 汞 。 (2)铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化物薄膜,从而阻止铝进一步氧化。这种氧化物的化学式为 Al2O3 。
(3)向含有氯化铜、氯化锌、稀盐酸的混合溶液中加入过量铁粉,充分反应后过滤,滤液中含有的溶质是 ZnCl2、FeCl2 (写化学式)。
(4)铁矿石有多种,如赤铁矿(主要成分Fe2O3)和磁铁矿(主要成分Fe3O4)等。 ①写出赤铁矿石中的主要成分与一氧化碳反应的化学方程式 3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2 。
②冶炼2900t含四氧化三铁80%的磁铁矿石,理论上能得到含杂质2%的生铁的质量是 1714.3 t(结果精确到0.1)。
(5)含有锌粉6.5g、铁粉5.6g、铜粉3.2g、铝粉1.8g的混合物与一定质量的稀硫酸充分反应,反应停止后,有6g固体剩余。则生成氢气的质量为 0.5 g。 【分析】(1)根据常温下金属的状态分析回答;
(2)根据铝与氧气反应生成了氧化铝写出反应的化学式;
(3)根据金属活动性顺序表及其应用分析。在金属活动性顺序中,氢前的金属能与酸反应生成氢气,位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来; (4)①根据炼铁的原理写出反应的化学方程式; ②根据磁铁矿中四氧化三铁的质量计算出生铁的质量;
(5)因为Cu和的金属活动性在(H)之后,不能与稀硫酸发生置换反应,所以剩余的6克固体里肯定有全部的铜;除了铜外还剩2.8g固体应该是铁,因为锌和铝的活动性都比铁强,所以酸先与Zn,Al反应。那么就是6.5克Zn、1.8克Al、5.6g﹣2.8g=2.8克铁和硫酸完全反应了。根据反应的化学方程式和参与反应的锌、铁、铝的质量,就可计算出各自产生氢气的质量,然后再求出共产生氢气的质量。
【解答】解:(1)金属汞是唯一常温下呈液态的金属;故填:汞;
(2)铝与氧气反应生成氧化铝,其中铝元素显+3价,氧元素显﹣2价,所以氧化铝的化学式为Al2O3;故填:Al2O3;
(3)由金属活动性顺序表可知,锌>铁>氢>铜。在 ZnCl2、CuCl2和盐酸混合溶液中加入过量的铁粉时,铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气;铁能将氯化铜全部反应生成氯化亚铁和铜,不能与氯化锌反应。充分反应后,过滤,滤液中无氯化铜,有生成氯化亚铁和原来的氯化锌。故填:ZnCl2、FeCl2;
(4)①在高温的条件下,一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳;故填:3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2;
②设:理论上能得到含杂质2%的生铁的质量为x,则: 4CO+Fe3O4
3Fe+4CO2
232 168 2900t×80% x(1﹣2%)
x=1714.3t 故填:1714.3;
(5)根据题意可知,有6.5gZn、1.8克Al、5.6g﹣2.8g=2.8g铁和硫酸完全反应了; 设锌与硫酸反应生成氢气质量为x,铁与硫酸反应生成氢气质量为y,铝与硫酸反应生成氢气质量为z,
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑,
65 2 56 2 54 6
6.5g x 2.8g y 1.8g z
x=0.2g y=0.1g z=0.2g
则生成氢气的总质量为:0.2g+0.1g+0.2g=0.5g 故填:0.5。
【点评】本题考查了的知识点较多,掌握金属的性质与用途、金属的活动性顺序、化学方程式的写法以及有关化学方程式的计算方法是解题的关键。
14. (2018?黑龙江哈尔滨)为测定某硫酸铜样品中硫酸铜的含量(杂质不溶于水,不含铜元素,不与其他物质发生反应),进行了如下实验
(1)上述实验过程中发生反应的化学方程式为___________。
(2)根据已知条件列出求解C烧杯中参加反应的硫酸铜质量(X)的比例式______。 (3)配制上述实验所用的氢氧化钾溶液,需要质量分数为20%的氢氧化钾溶液的质量为______。
(4)样品中硫酸铜的质量分数为_____。 (5)D烧杯溶液中溶质的质量分数为______。
(6)若用湿法冶金的方法冶炼出100kg含杂质4%的铜,需要这种硫酸铜的质量为_________。 【答案】 (1). 2KOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+K2SO4 (2). (4). 80% (5). 8.7% (6). 300kg
【解析】(1)烧杯B中发生的反应是:2KOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+K2SO4 (2)第一次加入56gKOH溶液,发生反应后,滤出沉淀,再加入56gKOH溶液,又有沉淀生成,说明C烧杯中有CuSO4溶液剩余,D烧杯中只有一种溶质,则说明在C烧杯中恰好完全反应。设C烧杯中参加反应的硫酸铜质量为x。
2KOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+K2SO4 160 98 x 4.9g =
=
(3). 56g
(3)设C烧杯中参加反应的KOH的质量是y。 2KOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+K2SO4
2×56 98 y 4.9g
=
,解得y=5.6g
实验中两次都加入56gKOH溶液,所含溶质KOH的质量是2×5.6g=11.2g,设需要质量分数为20%的氢氧化钾溶液的质量为w。11.2g=w×20%,解得w=56g。
(4)设样品中硫酸铜的质量为z,第二次加入56gKOH溶液,恰好完全反应生成4.9沉淀,所以第一次加入56gKOH溶液也发生反应生成4.9g沉淀,滤出的8.9g不溶于水的物质中含有不溶于水的杂质,因此实验过程中一共生成了2×4.9g=9.8g沉淀。 2KOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+K2SO4 160 98 z 9.8g
=
,解得z=16g
×100%=80%
样品中硫酸铜的质量分数为:
(5)D烧杯溶液中的溶质是K2SO4,设D烧杯溶液中溶质的质量为m。 2KOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+K2SO4 98 174 9.8g m =
,解得m=17.4g
D烧杯中溶液的质量为:81.8g+20g+56g-8.9g+56g-4.9g=200g D烧杯中溶液的溶质质量为:
×100%=8.7%
(6)设若用湿法冶金的方法冶炼出100kg含杂质4%的铜,需要这种硫酸铜的质量为n。 Fe+ CuSO4 == Cu + FeSO4 160 64
n×80% 100kg×(1-4%)
=
,解得n=300kg
点睛:本题主要考查学生分析问题的能力即根据化学方程式进行计算的能力,根据化学方程式的计算,关键是找出相关物质的质量关系,利用反应中物质的质量比不变进行列比例式计算。
15.(2018?吉林)用铝丝、洁净的铜丝、稀盐酸、AgNO3溶液,验证Al、Cu Ag的活动性顺序。
(1)把打磨过的铝丝和洁净的铜丝分别浸入稀盐酸中,观察到铝丝表面有气泡产生,铜丝表面无明显现象,由此判断出Al和Cu的活动性强弱顺序为 Al >(H)> Cu ;发生反应的基本反应类型是 置换反应 ;铝丝使用前需用砂纸打磨的原因是 除去铝表面致密的氧化铝薄膜,防止其影响反应 ;
(2)为了达到实验目的,除(1)中实验外,还需要进行的实验是 将铜丝浸入硝酸银溶液中 。
【分析】在金属活动性顺序中,氢前的金属能与酸反应生成氢气,位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来。据此分析回答有关的问题。
【解答】解:(1)把打磨过的铝丝和洁净的铜丝分别浸入稀盐酸中,观察到铝丝表面有气泡产生,铜丝表面无明显现象,由此判断出Al和Cu的活动性强弱顺序为Al>(H)>Cu;发生反应的基本反应类型是置换反应;由于铝易于空气中的氧气反应在其表面形成了致密的氧化铝的薄膜,所以铝丝使用前需用砂纸打磨的原因是:除去铝表面致密的氧化铝薄膜,防止其影响反应;
(2)通过上述实验还为比较出铜和银的活动性强弱,还需要进行的实验是将铜丝浸入硝酸银溶液中。
故答为:(1)Al,Cu;置换反应;除去铝表面致密的氧化铝薄膜,防止其影响反应; (2)将铜丝浸入硝酸银溶液中。
【点评】同学们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。氢前边的金属会与稀硫酸、盐酸反应,但氢后边的金属不会与稀硫酸、盐酸反应,前边的金属会把后边的金属从其盐溶液中置换出来。
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