Question

金屬材料在生活、生產、科技等方面普遍使用．
（1）我市某企業因經營不善而停工，一年多來，許多機械設備上已銹跡斑斑．樂樂同學將設備上一枚生銹的鐵螺絲放入足量的稀鹽酸中，觀察到鐵銹逐漸消失，該反應的化學方程式為

Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O

；一段時間后，又觀察到鐵釘表面有氣泡產生，寫出產生氣泡的化學方程式

Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑

；樂樂結合學過的化學知識，向留守的管理人員提出了一些防止機械設備進一步銹蝕的建議，請寫出一條樂樂的建議：

保持鐵制品表面干燥（其他合理答案均可）

．
（2）鈦（Ti）是航天航空、化工等方面的重要金屬材料，被稱為“21世紀的金屬”．工業上用鎂在高溫下與TiCl₄反應制取，化學方程式為：TiCl₄+2Mg

高溫  .

Ti+2MgCl₂．該反應說明金屬鈦的活動性比鎂

弱

（填“強”或“弱”）．
（3）黃銅為銅鋅合金，用途極為廣泛．小華同學從家里帶來了黃銅碎片，準備與同學們一起來測量其中的銅含量．他們決定先測定黃銅與酸反應產生的氫氣的量，再計算．

①小華用設計出的上圖A方案測定：
Ⅰ．稱量黃銅樣品、錐形瓶及稀硫酸的質量．
Ⅱ．黃銅樣品放入錐形瓶并倒入稀硫酸．
Ⅲ．待反應完畢后再測錐形瓶和反應后混合物的總質量，反應前后總質量差為產生氫氣的質量．
②小海對小華的設計提出改進建議：在上述方案中的錐形瓶上加一裝有干燥劑的干燥管，測定反應前后裝置的質量差．請你說明小海進行改進的理由是：

反應過程中有水蒸氣隨著氫氣逸出

．
③歡歡同學為了測定黃銅樣品組成，取四份樣品分別加稀硫酸反應，其實驗數據記錄如下表．

樣品	第1份	第2份	第3份	第4份
取樣品質量（g）	50.0	50.0	50.0	50.0
取稀硫酸質量（g）	40.0	80.0	120.0	160.0
產生氣體質量（g）	0.4	0.8	1.0	1.0

試計算：
Ⅰ．經分析，在第1份樣品測得的數據中，

硫酸

（填物質名稱）完全反應了．
Ⅱ．請在圖C中畫出在50.0g樣品中加稀硫酸的質量與產生氣體質量變化關系的示意圖．
Ⅲ．試計算黃銅屑樣品中的鋅的質量分數．（寫出計算過程．計算結果保留一位小數）．

Answer 1

分析：（1）螺絲釘表面是鐵銹主要成分是三氧化二鐵，放入鹽酸后后首先是鐵銹反應，鐵銹完全反應后鐵再和鹽酸反應產生氣泡，根據鐵的生銹條件判讀防銹的方式．
（2）根據鎂、鈦的置換關系，判斷兩種金屬的活動性強弱；
（3）②依據生成氫氣的同時容易帶走少量的水蒸氣分析加干燥管的原因；
I．第一份和第二份比較可以發現，當硫酸的質量增加時，氣體的質量也在增加，說明第一份中金屬沒有完全反應，也說明硫酸完全反應．
II．找出起點，最大值，曲線的走勢繪制圖象即可．
III．比較第三份和第四份可以發現，當硫酸的質量增加時，氣體的質量保持不變，說明合金完全反應放出氣體的質量是1克．然后寫出化學方程式并計算鋅的質量和H₂SO₄的質量．

解答：解：（1）因為Fe₂O₃會與鹽酸反應，所以當把一枚生銹的鐵螺絲放入足量的稀鹽酸中時，觀察到鐵銹逐漸消失，當表面的鐵銹消耗完后，露出來的鐵又繼續與鹽酸反應生成氫氣，所以觀察到鐵釘表面有氣泡產生．方程式為：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O、Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑，防止鐵生銹有多種方法，如：保持鐵制品干燥；鐵制品表面刷油漆等．
（2）金屬活動順序表中前邊的金屬會把后邊的金屬置換出來，因為鎂能把鈦置換出來，所以鈦沒有鎂活潑．
（3）②因為當氫氣逸出來的同時，水蒸氣也會隨氫氣逸出來，所以前后兩次質量差也包含氫氣所帶出的水蒸氣的質量．
③I第一份和第二份比較可以發現，當硫酸的質量增加時，氣體的質量也在增加，說明第一份中金屬沒有完全反應，也說明硫酸完全反應．
II起點：當沒有硫酸加入時，就沒有氣體的放出，因此起點是（0，0）；比較第一份和第二份可以發現，每加入40克硫酸，氣體就會多放出0.4克，因此要想放出1.0克氣體，需要加入硫酸的質量是100克，因此最高點是（100，1.0）；比較第一份和第二份可以發現，硫酸的質量和氣體的質量的比值相等（斜率相同），所以圖象是一條直線．

III比較第三份和第四份可以發現，當硫酸的質量增加時，氣體的質量保持不變，說明合金完全反應放出氣體的質量是1克，設參加反應的鋅的質量為x．
設參加反應的鋅的質量為x．
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65              2
x               1.0 g

65

x

=

2

1.0g

x=32.5g       
∴黃銅屑樣品中的鋅的質量分數為  

32.5g

50g

×100%=65.0% 
答：黃銅屑樣品中的鋅的質量分數為65%．
故答案為：
（1）Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；  Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑； 保持鐵制品表面干燥（其他合理答案均可）
（2）弱；
（3）②反應過程中有水蒸氣隨著氫氣逸出；
③Ⅰ．硫酸；
Ⅱ．

III．答：黃銅屑樣品中的鋅的質量分數為65%．

點評：此題是有關金屬知識的考查題，題目中涉及的知識點以及應用較多，能夠較好的對相關知識進行訓練和考查；