Question

小強同學分別取溶質質量分數相同的稀鹽酸，大小、形狀都相同的某種金屬X、Al、Cu進行試驗，試驗現象記錄如下：

		Al	X	Cu
現象	開始時	幾乎無氣泡產生	產生氣泡速度慢	無氣泡產生
	一段時間后	產生氣泡速度快	產生氣泡速度慢	無氣泡產生

回答下列問題：
（1）實驗開始時，鋁表面幾乎無氣泡產生的原因是______．
（2）三種金屬的活動性由強到弱的順序是______．
（3）如果金屬X的活動性比鐵弱，且金屬X與稀鹽酸反應后生成易溶于水的XCl₂．寫出該反應的化學方程式______．
（4）向含有MgCl₂、XCl₂、CuCl₂三種溶質的溶液中加入一定量的鐵粉，充分反應后過濾，向濾出的固體中加入稀鹽酸，沒有氣泡產生．則濾液中一定含有的金屬陽離子是______（用離子符號表示）．
（5）為測定一種待回收的廢鐵中鐵的銹蝕程度，某同學取該部分銹蝕的鐵片樣品（僅由鐵和氧化鐵組成），測得其中氧元素的含量為12%，則樣品中已被銹蝕的鐵元素占原金屬鐵的質量分數均為______．（計算結果保留至0.1%）

Answer 1

解：（1）鋁是比較活潑的金屬，在常溫下就能夠和氧氣反應在表面形成致密的氧化鋁薄膜，對鋁起到了保護作用，故本題答案為：鋁表面有一層氧化鋁薄膜
（2）根據與鹽酸反應產生氣泡的速度可以判斷出這三種金屬的活動性，產生氣泡快的活動性強，故本題答案為：Al＞X＞Cu；
（3）金屬X與稀鹽酸反應后生成易溶于水的XCl₂，說明X的活動性位于氫前，因此還會產生氫氣，故反應的方程式為：X+2HCl=XCl₂+H₂↑；
（4）鐵的活動性比鎂弱，比X和銅的活動性強，所以把鐵加入MgCl₂、XCl₂、CuCl₂兩種溶質的溶液中時，鐵不能和氯化鎂反應，因此溶液中含有Mg²⁺；鐵能夠把X和銅都置換出來，但在反應時總是把最不活潑的金屬全部置換出來之后才能置換較活潑的金屬，因此銅先被置換出來；向濾出的固體中加入鹽酸沒有氣泡產生，說明X沒有被置換出來，鐵由于發生了置換反應而生成了亞鐵離子，故本題答案為：Mg²⁺、Fe²⁺、X²⁺；
（5）設該銹蝕的鐵片樣品（僅由鐵和氧化鐵組成）的質量為x．則
氧化鐵的質量氧化鐵的質量=×100%=40%x
被腐蝕的鐵的質量=×100%×40%x=28%x
所以該樣品中已被銹蝕的鐵元素占原金屬鐵的質量分數為：×100%≈31.8%；
故本題答案為：31.8%．
分析：（1）根據鋁是比較活潑的金屬，在常溫下就能夠和氧氣反應在表面形成致密的氧化鋁薄膜分析；
（2）根據三種金屬與鹽酸反應產生氣泡的速度快慢，比較金屬活動性的強弱；
（3）根據金屬X與稀鹽酸反應后生成易溶于水的XCl₂分析產物，寫出反應的方程式；
（4）根據只有前面的金屬可以把排在它后面的金屬從鹽溶液中置換出來結合題目的驗證性的現象分析溶液中的成分；
（5）根據氧化鐵中氧的質量分數可以計算該樣品中氧化鐵的質量；然后由氧化鐵中鐵的質量分數可以求得氧化鐵中鐵在質量；最后根據×100%即可求得結果．
點評：本題難度不是很大，主要考查了根據反應的能否發生來判斷金屬的活動性順序，從而培養學生對金屬活動性順序的靈活應用，同時通過計算考查學生運用化學式和元素的質量分數公式進行計算的能力：樣品中已被銹蝕的鐵元素就是氧化鐵中鐵元素的質量．