Question

金屬是應用普遍的一類材料．

（1）家用熱水瓶內膽壁的銀白色金屬是

 

（填寫化學式），它在自然界中主要以

 

（填寫“單質”、“化合物”）形式存在．
（2）Al、Cu、Fe三種金屬在稀鹽酸里的反應現(xiàn)象如圖1所示．
①如圖1中Y所代表的金屬是

 

（填“Cu”或“Fe”）；
②Al、Cu、Fe三種金屬的活動性由強到弱的順序為

 

．
（3）2012年5月10日倫敦奧運圣火在希臘奧利匹亞采集成功．采集圣火是在太陽光下將火炬鐘向凹面鏡，將其點燃．凹面鏡在圣火采集中起到的作用為

 

．火炬?zhèn)鬟f結束后，采用關閉燃氣閥門的方法熄滅火炬，其中蘊含的滅火原理是

 

．
（4）制造火炬使用的鋁合金材料具有較好的抗腐蝕性，請用化學方程式表示原因

 

；鐵制品易生銹，是因為鐵與

 

作用的結果．
（5）已知某金屬粉末中處含有Al外還有一定量的Fe和Cu，為證明Fe和Cu的存在并測定其中Al的質量分數(shù)，某興趣小組的同學展開了如下的實驗探究．
資料在線：Al與氫氧化鈉溶液反應生成溶于水的偏鋁硫酸鈉和氫氣（反應的化學方程式為：2Al+2H₂O+2NaOH═2NaAlO₂+3H₂↑），F(xiàn)e和Cu不于氫氧化鈉溶液反應．
①請完成證明金屬粉末存在Fe和Cu的實驗設計：

實驗操作	實驗現(xiàn)象	結論
Ⅰ取少量的金屬粉末于試管中，加入足量的   （填試劑名稱）．	．	僅除去鋁
Ⅱ將試管靜置，棄去上層清液，加入足量的稀硫酸．	．	證明含有鐵
Ⅲ將試管靜置，棄去上層清液，加水，多次洗滌剩余固體	剩余固體呈紫紅色	證明含有銅

②為探究該金屬粉末中Al的質量分數(shù)，取20g該金屬粉末，把100g氫氧化鈉溶液平均分成5份依次加入，充分反應后，過濾出固體，將其洗滌、干燥、稱重．實驗過程中得到的部分數(shù)據(jù)與圖象2如：

加NaOH溶液的次數(shù)	第一次	第二次	第三次	…
剩余固體的質量/g	16.5	n	9.5	…

Ⅰ．分析以上數(shù)據(jù)可知，上表中n的值為

 

；
Ⅱ．該金屬粉末中Al的質量分數(shù)為

 

%
Ⅲ．列式計算，所用氫氧化鈉的溶質質量分數(shù)為多少．

Answer 1

考點：金屬的化學性質,金屬的物理性質及用途,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式,根據(jù)化學反應方程式的計算,燃燒與燃燒的條件,滅火的原理和方法

專題：金屬與金屬材料

分析：（1）根據(jù)銀的物理性質和具有化學性質穩(wěn)定考慮．
（2）①根據(jù)Y的表面沒有氣泡分析Y金屬；
②根據(jù)金屬與酸是否反應以及反應產生氣泡的多少比較金屬的活潑性；
（3）可燃物燃燒的條件是：與氧氣接觸，溫度達到可燃物的著火點，二者必須同時具備，缺一不可；
（4）鋁與空氣中的氧氣反應，生成致密的氧化鋁，具有保護作用；鐵生銹是因為與氧氣和水接觸；
（5）①I．根據(jù)已知：2Al+2H₂O+2NaOH=2NaAlO₂+3H₂↑，加入足量的氫氧化鈉溶液，有氣泡產生（或固體減少）；
II．加入稀硫酸，如果有氣泡產生（或固體減少或產生淺綠色溶液），則證明含有鐵；
Ⅲ．多次洗滌剩余固體，剩余固體呈紫紅色，證明含有銅．
剩余物質為雜質為6克，則鋁的質量為（20-6）克，則該金屬粉末中Al的質量分數(shù)；
②I．分析以上數(shù)據(jù)可知，第一次反應用去固體3.5g固體，第二次，也應反應掉固體3.5g，找出規(guī)律，每次減少固體3.5g，所以上表中n的值為13；
II．有圖中可知，剩余物質為雜質為6g，則鋁的質量為20g-6g，則該金屬粉末中Al的質量分數(shù)；
Ⅲ．利用化學方程式的進行計算：設氫氧化鈉溶液中溶質質量分數(shù)為x，正確書寫化學方程式，根據(jù)已知量和未知量，列比例式，解答，求出氫氧化鈉溶液中溶質質量分數(shù)．

解答：解：（1）銀具有輻射熱量的作用，在家用熱水瓶內膽壁具有保溫作用，由于銀的化學性質穩(wěn)定，主要以單質的形式存在；
故答案為：Ag；單質；
（2）①由于Y的表面沒有氣泡生成，說明了Y不能與酸反應，故Y為銅；
②由金屬與酸反應的圖示可知：鋁、鐵能與酸反應，鋁與酸反應最劇烈，說明了鋁最活潑，其次是鐵，在金屬活潑性順序表中位于氫的前邊，銅不與酸反應，在金屬活潑性順序表中應位于氫的后面，所以三種金屬的活潑性強弱順序是：Al、Fe、Cu；
故答案為：①Cu；②Al、Fe、Cu；
（3）凹面鏡能夠聚集太陽光，使溫度不斷升高，當達到可燃物的著火點時，可燃物燃燒起來；
關閉燃氣閥門，相當于移走可燃物，火焰熄滅．
故答案為：使溫度達到可燃物的著火點；移走可燃物．
（4）鋁與空氣中的氧氣反應，生成致密的氧化鋁薄膜，具有保護作用，故反應的化學方程式是：
4Al+3O₂═2Al₂O₃；鐵生銹是因為與空氣中的氧氣和水接觸作用的結果．
故答案為：4Al+3O₂═2Al₂O₃；氧氣和水．
（5）①I．根據(jù)已知：2Al+2H₂O+2NaOH=2NaAlO₂+3H₂↑，取少許粉末放入大試管中，再滴加足量（或過量）的NaOH溶液，現(xiàn)象是固體粉末部分溶解，并有氣泡放出，此步驟中除去了鋁；
II．加入稀硫酸，如果有氣泡產生（或固體減少或產生淺綠色溶液），則證明含有鐵；再往大試管中加足量的稀硫酸，固體部分溶解并有氣泡放出，溶液呈淺綠色，證明有鐵；
Ⅲ．多次洗滌剩余固體，剩余固體呈紫紅色，證明含有銅．
故答案為：Ⅰ、NaOH溶液；粉末部分溶解，有氣泡生成；Ⅱ、粉末部分溶解并有氣泡放出，溶液呈淺綠色
②I．分析以上數(shù)據(jù)可知，第一次反應用去3.5g固體，第二次，也應反應掉3.5g，所以上表中n的值為13；
II．有圖中可知，該金屬粉末中Al的質量分數(shù)為

20g-6g

20g

×100%=70%；
Ⅲ．設氫氧化鈉溶液中溶質質量分數(shù)為x
         2Al+2H₂O+2NaOH=2NaAlO₂+3H₂↑，
           54         80
          20g-6g     80xg
        

54

20g-6g

=

80

80gx

     解得x=25.9%
       答：氫氧化鈉溶液中溶質質量分數(shù)為25.9%
故答案為：（1）13；（2）70；（3）25.9%

點評：本題能使同學們體會到實驗探究的一般過程，本考點既考查了實驗步驟的設計，綜合性比較強．實驗探究題是近幾年中考的熱點之一，它包括實驗方法和過程的探究，實驗結論和實驗規(guī)律的探究等．本題通過實驗資料和實驗分析，得到了正確的結論，屬于結論性探究．同學們要具體分析，綜合掌握．