Question

【題目】同學(xué)們對(duì)金屬模塊的內(nèi)容進(jìn)行了歸納整理,并找了一些生活中常見的金屬制品進(jìn)行了探究,請(qǐng)你回答下列問題:

(一)圖1是有關(guān)鐵元素的一些信息：

（1）鐵的相對(duì)原子質(zhì)量為______，亞鐵離子的核外電子數(shù)應(yīng)為_________；

（2）C圖應(yīng)該是鐵元素在________(填“海洋中”或“地殼中”)的含量分布圖,人體中若缺少鐵元素易得________癥.

(二)同學(xué)們選取了硬幣若干(面值分別為一元、五角,一角)和書釘進(jìn)行了如下探究:

（查閱資料）我國第四套人民幣的硬幣從1999年開始發(fā)行,一元幣為鋼芯鍍鎳(Ni),五角幣為鋼芯鍍銅合金,一角幣為鋁合金或不銹鋼，在選擇鑄造硬幣的材料時(shí)需要考慮的因素有________(寫一條即可).

探究實(shí)驗(yàn)一、第一小組同學(xué)將一枚五角幣放在酒精燈火焰上灼燒片刻,發(fā)現(xiàn)表面變黑.

（猜想與假設(shè)）

Ⅰ.五角幣加熱變黑,是因?yàn)榫凭�不完全燃燒產(chǎn)生的_______附著在五角幣的表面；

Ⅱ.五角幣加熱變黑,是因?yàn)槲褰菐派系腻冦~與_____發(fā)生了化學(xué)反應(yīng).

（實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證）用潔凈的干布擦一擦五角幣上的黑色物質(zhì),黑色物質(zhì)不易被擦去；請(qǐng)你另取一枚五角幣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明猜想Ⅰ是不成立的(簡述實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象):__________.

（表達(dá)與交流）銅在空氣中加熱,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為________.

探究實(shí)驗(yàn)二、第二小組同學(xué)探究硬幣與酸的反應(yīng)

分別取一元硬幣和一角(鋁合金)硬幣各一枚,放入小燒杯中,各加入5mL10%的稀鹽酸,如圖2所示,觀察現(xiàn)象:B燒杯中有很少量的氣泡產(chǎn)生；A燒杯中開始沒有明顯變化,過一段時(shí)間后開始有氣泡產(chǎn)生,產(chǎn)生氣泡的速率明顯比B中快.試回答下列問題:

（1）寫出儀器的用途__________.

（2）A燒杯中開始沒有明顯變化的原因可能是因?yàn)?/span>____________.

（3）已知:鎳能與稀鹽酸反應(yīng),生成可溶于水的正二價(jià)鎳的化合物,并放出氫氣,其反應(yīng)沒有鐵與酸反應(yīng)劇烈,鎳與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________.

探究實(shí)驗(yàn)三、第三小組同學(xué)圍繞訂書釘開展實(shí)驗(yàn)研究

（查閱資料）

訂書釘主要成分為鐵,其表面鍍了一種金屬,可能是鎂、鋁、鋅、銅中的一種:

（實(shí)驗(yàn)研究）

（1）證明書釘主要成分是鐵,可采用的物理方法是__________.

（2）為探究書釘表面的金屬成分做了如下實(shí)驗(yàn):

①取一塊訂書釘(40根釘子)(如圖3甲所示),浸入酒精中,一段時(shí)間后能從訂書釘塊上取下一層膠水薄膜

②取上述訂書釘塊用棉花擦去酒精,并待酒精完全揮發(fā)后稱量其質(zhì)量為13.4g

③將其放入圖3乙所示裝置,并在干燥管口用氫氣傳感器測量氫氣質(zhì)量,同時(shí)記錄質(zhì)量變化(如圖3丙所示,ml為天平示數(shù),mH2為傳感器示數(shù)---即氫氣質(zhì)量,已知干燥管中裝的干燥劑用于除去氣體中的水分)

④5.8分鐘時(shí)停止反應(yīng),取出裝置中剩余訂書釘,洗滌、干燥、稱量,剩余訂書釘質(zhì)量為7.8g

（分析與結(jié)論）

（1）訂書釘表面涂膠水的目的主要是_________.

（2）請(qǐng)結(jié)合圖丙分析:

①圖丙中P點(diǎn)縱坐標(biāo)X的值為________________.

②參加反應(yīng)的金屬的總質(zhì)量為_______g.

③根據(jù)丙圖可知訂書釘表面鍍的金屬應(yīng)該比鐵________(填“活潑”或“不活潑”).

④請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析訂書釘表面鍍的金屬應(yīng)該是鎂、鋁、鋅、銅中的___________.

Answer 1

【答案】26 24 地殼中 貧血 金屬的硬度（或金屬耐腐蝕性或金屬的成本）（合理即可） 炭黑 氧氣 取一塊銅片放入小試管中并塞上橡皮塞，然后用酒精燈加熱，試管中銅片變黑。 2Cu + O2 2CuO 吸取和滴加少量液體 鋁表面有一層致密的氧化膜，鹽酸先與氧化膜反應(yīng)，阻礙了鋁與稀鹽酸反應(yīng) Ni+2HCl=NiCl2+H2↑ 用磁鐵吸引訂書釘，發(fā)現(xiàn)訂書釘能被吸引 防止訂書釘生銹 0.18g 5.6g 活潑 Zn（或鋅）

【解析】

(一)：

（1）根據(jù)元素周期表提供的信息可知，左上角的數(shù)字表示原子序數(shù)，鐵的原子序數(shù)26；在原子中，原子序數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)，鐵原子核外有26個(gè)電子，形成亞鐵離子時(shí)失去了2個(gè)電子，亞鐵離子還有24個(gè)電子；

（2）根據(jù)圖示可知，鐵的含量為第四位，在地殼中鐵元素含量是第四位，C圖應(yīng)該是鐵元素在地殼中的含量分布圖，缺鐵易患貧血；

（二）：

在選擇鑄造硬幣的材料時(shí)需要考慮的因素有：金屬的硬度、金屬耐腐蝕性、金屬的成本等；

探究實(shí)驗(yàn)一：

Ⅰ.酒精不完全燃燒產(chǎn)生會(huì)產(chǎn)炭黑。五角幣加熱變黑，是因?yàn)榫凭�不完全燃燒產(chǎn)生的炭黑附著在五角幣的表面；

Ⅱ.銅與氧氣加熱反應(yīng)生成黑色的氧化銅。五角幣加熱變黑，是因?yàn)槲褰菐派系腻冦~與氧氣發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)；

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：用潔凈的干布擦一擦五角幣上的黑色物質(zhì),黑色物質(zhì)不易被擦去；若證明猜想Ⅰ不成立，說明黑色物質(zhì)不是酒精不完全燃燒產(chǎn)生的炭黑附著在五角幣的表面，可將五角幣加熱時(shí)，不與酒精燈的火焰接觸，觀察是否有黑色物質(zhì)生成。具體操作及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：取一塊銅片放入小試管中并塞上橡皮塞，然后用酒精燈加熱，試管中銅片變黑；

表達(dá)與交流：銅在空氣中加熱生成氧化銅,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為：2Cu + O2 2CuO；

探究實(shí)驗(yàn)二：

（1）a是膠頭滴管，用途是吸取和滴加少量液體；

（2）A燒杯中開始沒有明顯變化的原因可能是因?yàn)殇X表面有一層致密的氧化膜，鹽酸先與氧化膜反應(yīng)，阻礙了鋁與稀鹽酸反應(yīng)；

（3）鎳能與稀鹽酸反應(yīng),生成可溶于水的正二價(jià)鎳的化合物，并放出氫氣，鎳與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ni+2HCl=NiCl2+H2↑；

探究實(shí)驗(yàn)三：

實(shí)驗(yàn)研究：（1）鐵能被磁鐵吸引。證明訂書釘主要成分是鐵,可采用的物理方法是用磁鐵吸引訂書釘，發(fā)現(xiàn)訂書釘能被吸引；

分析與結(jié)論：（1）鐵在潮濕的空氣中會(huì)發(fā)生銹蝕，訂書釘表面涂膠水能隔絕氧氣和水，目的主要是防止訂書釘生銹；

（2）①金屬與酸反應(yīng)生成的氫氣全部逸出反應(yīng)容器，樣品與酸反應(yīng)減少的質(zhì)量=213.4g-213.22g=0.18g，所以反應(yīng)過程中產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為0.18g，圖丙中P點(diǎn)縱坐標(biāo)表示生成氫氣的質(zhì)量，所以X的值是0.18g；

②反應(yīng)過程中固體減少的質(zhì)量=參加反應(yīng)的金屬的總質(zhì)量=13.4g-7.8g=5.6g

③根據(jù)丙圖可知，0→0.2分鐘不產(chǎn)生氫氣，可能是訂書釘表面有少量金屬氧化物會(huì)先與酸發(fā)生反應(yīng)，0.2→1.7分鐘反應(yīng)速度較快，1.7分鐘后反應(yīng)的速度較慢，訂書釘中至少有兩種金屬產(chǎn)生氫氣產(chǎn)生，訂書釘主要成分為鐵,其表面鍍了一種金屬,可能是鎂、鋁、鋅、銅中的一種，銅不能與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，書釘表面鍍的金屬應(yīng)該是鎂、鋁、鋅中的一種，鎂、鋁、鋅都比鐵活潑，所以訂書釘表面鍍的金屬應(yīng)該比鐵活潑；

④根據(jù)化學(xué)方程式Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑可知，每56份質(zhì)量的鐵會(huì)生成2份質(zhì)量的氫氣；根據(jù)化學(xué)方程式Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑可知，每24份質(zhì)量的鎂會(huì)生成2份質(zhì)量的氫氣；根據(jù)化學(xué)方程式2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2↑可知，每18份質(zhì)量的鋁會(huì)生成2份質(zhì)量的氫氣；根據(jù)化學(xué)方程式Zn+ H2SO4 =ZnSO4 + H2↑可知，每65份質(zhì)量的鋅會(huì)生成2份質(zhì)量的氫氣，5.6g的訂書釘與酸反應(yīng)生成0.18g的氫氣。所以相同質(zhì)量的訂書釘表面鍍的金屬與足量酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣比鐵少，該金屬可能是Zn。