Question

16．鐵、鋁、銅是日常生活中使用最廣泛的金屬．
（1）上述三種金屬中，人類最早大規模冶煉和使用的是銅，最晚的是鋁，原因是B（填序號）．
A．三者在地殼中的含量，銅元素最高，鋁元素最低
B．三者的金屬活動性，銅元素最弱，鋁元素最強
C．在自然界中，銅元素主要以單質形式存在，鋁元素以化合物形式存在
（2）常溫下一些金屬的物理性質數據如下：

金屬單質	銅	鋁	鋅	鐵	鉛
導電性（以銀的導電性為100作標準）	99	61	27	17	7.9
密度/（g•cm-3）	8.92	2.70	7.14	7.86	11.3
熔點/℃	1083	660	419	1535	328
硬度（以金剛石的硬度為10作標準）	2.5～3	2～2.9	2.5	4～5	1.5

分析上述數據，碎石用的大錘常用鐵制而不用鋁制，原因是鐵的硬度、密度比鋁大．
（3）金屬活動性順序在運用中給我們三條判斷依據，即在金屬活動性順序里：
①金屬的位置越靠前它的活動性就越強；
②位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫；
③位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們化合物的溶液里置換出來．
通過查閱資料我發現金屬鋁與氧化銅在高溫條件下能發生置換反應，其化學方程式為2Al+3CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Cu+Al₂O₃，由此我發現了一條新的判斷依據在高溫條件下，位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們的氧化物里置換出來．
（4）煉鐵的原理是利用一氧化碳與氧化鐵反應．在實驗室里，可用如圖所示裝置進行實驗：實驗中玻璃管內
的粉末由紅色變為黑色，該反應的化學方程式為3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，通過實驗我可以得出的一氧化碳的相關化學性質是可燃性，還原性，毒性．
（5）工業上火法煉銅的一個主要反應是 Cu₂S+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2Cu+SO₂  Cu₂S中銅元素的質量分數為80%（寫出算式）．用500噸含Cu₂S 80%的銅礦石，理論上可以煉出多少噸銅？（請寫出詳細的計算過程，分步給分，計算結果保留一位小數）

Answer 1

分析 （1）分析金屬活動性與金屬冶煉先后順序的關系；
（2）根據貼的硬度大和密度大進行解答；
（3）根據金屬鋁與氧化銅在高溫條件下生成銅和氧化鋁進行解答；
（4）根據鐵的性質進行解答；
（5）根據化學式的意義進行計算．

解答 解：（1）人類最早大規模冶煉和使用的是銅，最晚的是鋁，而三種金屬的活動性由弱到強的順序為：銅＜鐵＜鋁；由此可發現金屬的大規模冶煉和使用與金屬活動性有較密切關系：活動性強的金屬較晚被冶煉和使用；
（2）碎石用的大錘常用鐵制而不用鋁制，而對比表中鐵、鋁的數據可發現：鐵的硬度，密度比鋁大；
（3）金屬鋁與氧化銅在高溫條件下生成銅和氧化鋁，化學方程式為：2Al+3CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Cu+Al₂O₃；由此我發現了一條新的判斷依據：在高溫條件下，位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們的氧化物里置換出來；
（4）一氧化碳與氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，所以玻璃管內的粉末由紅色變為黑色；該反應的化學方程式為 3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2 Fe+3CO₂；在此實驗中體現一氧化碳具有可燃性、還原性、毒性；
（4）Cu₂S中銅元素的質量分數為：$\frac{64×2}{64×2+32}$×100%=80%；
用500噸含Cu₂S80%的銅礦石，理論上可以煉出銅的質量為：500噸×80%×80%=320噸．
故答為：（1）B；
（2）鐵的硬度、密度比鋁大；
（3）2Al+3CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Cu+Al₂O₃；在高溫條件下，位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們的氧化物里置換出來；
（4）黑；3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2 Fe+3CO₂；可燃性，還原性，毒性；
（5）80%，320；

點評 本題主要考查了運用化學知識來解釋生活中的問題，體現了化學與生活的緊密聯系，難度不大．