9.金屬是一種重要的材料,人類的生活和生產(chǎn)都離不開金屬.圖1表示了金屬活動(dòng)性(由強(qiáng)到弱)順序表中銅、錫、鐵和鋁元素被人類大規(guī)模開發(fā)、利用的大致年限.
(1)根據(jù)圖1中數(shù)據(jù)和有關(guān)的化學(xué)知識(shí),你認(rèn)為金屬大規(guī)模開發(fā)利用的先后順序跟下列哪些因素有關(guān)③⑤.
①地殼中金屬元素的含量 ②金屬的導(dǎo)電性 ③金屬的活動(dòng)性 ④金屬的延展性 ⑤金屬冶煉的難易程度
(2)圖2A是金屬的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例,利用了金屬的導(dǎo)熱性.圖2B是兩塊金屬片相互刻劃后,在純銅片上有明顯的劃痕,說明銅的硬度小.
(3)已知在相同的條件下,金屬的活動(dòng)性越強(qiáng),金屬和酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡(氫氣)的速度就越快.
Al、Cu、Fe三種金屬在稀鹽酸里的反應(yīng)現(xiàn)象如圖3所示:①如圖3中Y所代表的金屬是Cu(填“Cu”或“Fe”),②Al、Cu、Fe三種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)锳l>Fe>Cu.
(4)每年世界上鋼鐵的產(chǎn)量很高,但鋼鐵的銹蝕也給人類帶來(lái)了巨大的損失.鐵在空氣中銹蝕,實(shí)際上是鐵跟氧氣和水等物質(zhì)相互作用的結(jié)果.
(5)鐵生銹有弊也有利.一化學(xué)興趣小組對(duì)某月餅包裝盒中的“脫氧劑”很好奇,他們觀察到“脫氧劑”外包裝標(biāo)注的成分為鐵粉、活性炭和氯化鈉,打開發(fā)現(xiàn)灰黑色的固體中還夾雜著少量紅棕色粉末.
【資料獲悉】①鐵系“脫氧劑”的作用原理是利用鐵能被氧氣氧化,從而達(dá)到除氧保鮮的目的.鐵被氧氣氧化最終產(chǎn)物為紅棕色的Fe
2O
3(其他產(chǎn)物忽略不計(jì)).
②Fe
2O
3+3H
2SO
4═Fe
2(SO
4)
3+3H
2O; Fe+Fe
2(SO
4)
3═3FeSO
4.
③“堿石灰的干燥管”可以用來(lái)干燥氧氣、氫氣等氣體.
④鐵、活性炭、Fe
2O
3固體不溶于水,F(xiàn)e
2(SO
4)
3、NaCl、FeSO
4固體能溶于水.
【探究目的】小組同學(xué)欲探究該“脫氧劑”是否已經(jīng)失效,并測(cè)定10.00g樣品各成分的質(zhì)量,設(shè)計(jì)了以下探究實(shí)驗(yàn).
【實(shí)驗(yàn)探究】(假設(shè)所有操作沒有損失)
步驟1:小剛用磁鐵接近樣品,發(fā)現(xiàn)磁鐵吸引了部分黑色固體.
步驟2:稱取10.00g樣品于一燒杯中,加足量水充分?jǐn)嚢枞芙夂,過濾,將濾
渣洗滌、干燥、稱得其質(zhì)量為8.32g.
步驟3:按如圖4裝置,將得到的8.32g固體與足量稀硫酸反應(yīng),用電子秤稱得反應(yīng)前后總質(zhì)量差為0.11g.
步驟4:將錐形瓶中反應(yīng)后的液體過濾,并將濾渣洗滌、干燥后,稱得其質(zhì)量為1.20g.
步驟5:分析測(cè)算步驟4中所得濾液知:濾液中溶質(zhì)是硫酸和硫酸亞鐵,且最后分離出16.72g硫酸亞鐵.
【交流討論】
①由步驟1得出的結(jié)論是“脫氧劑”沒有失效.
②步驟2目的是除去氯化鈉,并間接測(cè)得氯化鈉的質(zhì)量,并知道它的質(zhì)量為1.68g.
③步驟4中濾渣的主要成分是碳,若沒有經(jīng)過洗滌,則稱得的質(zhì)量> 1.20g(填“>”或“=”或“<”)
④小剛認(rèn)為0.11g差值即為H
2的質(zhì)量,并由此計(jì)算出樣品中單質(zhì)鐵的質(zhì)量為3.08g.小華提出在裝置的a導(dǎo)管處應(yīng)該再連接一個(gè)盛有堿石灰的干燥管,他這樣做的理由是除去H
2中混有的水蒸氣.
⑤小華還認(rèn)真分析題中所給資料,他認(rèn)為用產(chǎn)生H
2的質(zhì)量計(jì)算樣品中鐵的質(zhì)量不合理.其理由是:樣品中的鐵,除了與稀硫酸反應(yīng)生成H
2外,還有一部分鐵與硫酸鐵溶液反應(yīng).
【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】小華將步驟3的裝置進(jìn)行了改進(jìn),重新稱取10.00g樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并準(zhǔn)確測(cè)得固體與足量稀硫酸反應(yīng)前后總質(zhì)量差為0.1g.
⑥請(qǐng)根據(jù)以上數(shù)據(jù),計(jì)算10g該樣品中各成分的鐵和氧化鐵的質(zhì)量.(只寫出結(jié)果)
鐵:3.92g,氧化鐵:3.2g.