Question

9．控制化學反應的條件可以促進或抑制化學反應，更好地使化學反應為人類造福．

（1）元素周期表中鋁元素的信息如圖甲所示，其相對原子質量為26.98．化學反應中該原子容易失去（填“得到”或“失去”）電子；
（2）Al-30書寫形式和數字含義與C-12相似（12表示相對原子質量），則Al-30的中子數為17．
（3）鋁制品在生活中因耐用而應用越來越廣泛，主要原因是常溫下，鋁制品表面會有一層致密的氧化膜，阻止鋁進一步被氧化．
（4）運載“嫦娥三號”的火箭外殼用到了鈦合金，鈦合金屬于混合物（填“混合物”或“純凈物”）．
（5）要通過圖乙實驗得出鋁和銅的金屬活動性順序，如果B是硫酸銅溶液，則金屬A是Al（填化學式），如果A是銅，則溶液B中溶質的名稱是硫酸鋁．
（6）中國高鐵迅速發展，截止2014年12月26日，中國高鐵運營總里程超過15000公里，約占世界高鐵運營里程的50%，穩居世界榜首．在焊接鋼軌等大截面鋼材部件時會利用鋁熱反應，其化學方程式為2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，某同學對“鋁熱反應”的現象有這樣的描述：“反應放出大量的熱，并發出耀眼的光芒，有熔融物生成”．查閱資料知，Al、Al₂O₃、Fe、Fe₂O₃熔點、沸點數據如下：

物質	Al	Al2O3	Fe	Fe2O3
熔點/℃	660	2054	1535	1462
沸點/℃	2467	2990	2750	--

該同學推測，鋁熱反應所得到的熔融物應是鐵鋁合金．這種推測有一定的道理，理由是：該反應溫度下鋁已熔化，未反應的鋁與生成的鐵熔合在一起．
（7）月球富含鈦鐵礦，主要成分是鈦酸亞鐵（FeTiO₃），其中鈦（Ti）的化合價是+4 ．
材料一：2014年5月27日，中國中航工業航材院相關人士向《環球時報》透露，他們成功利用石墨烯與鋁合金在全球率先研制出“烯合金”，宣布具有特殊性能的系列材料問世．這一成果，或許將對航空航天器帶來革命性變革．
材料二：石墨烯是從石墨中分離出來的單層石墨片，在室溫下可以單獨穩定存在，具有優異的導電、導熱性能．
（8）寫出石墨烯在空氣中完全燃燒的化學反應方程式C+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂．
（9）將適量的烯合金放入足量稀硫酸中，在烯合金的表面產生大量氣泡，請寫出該反應的化學方程式2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑．
（10）如圖丙是科學家正在研究的二氧化碳循環利用技術，①二氧化碳與氫氣在催化劑、高溫條件下，除生成甲醇（CH₄O）外，還生成一種常溫下為液態的化合物，寫出反應的化學方程式CO₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;\;高溫\;\;\;}}{催化劑}$CH₄O+H₂O ．
②尿素[CO（NH₂）₂]對提高糧食產量具有重要的作用．人們控制條件可以使CO₂和物質X發生反應：CO₂+2X═CO（NH₂）₂+H₂O，物質X的化學式為NH₃．

Answer 1

分析 （1）根據元素周期表中一個格的含義和原子結構示意圖的意義分析回答；
（2）根據相對原子質量=質子數+中子數分析．
（3）根據鋁的性質分析．
（4）根據物質的組成分析類別；
（5）根據金屬活動性順序表的應用分析；
（6）當金屬鐵呈液態時，由于金屬鋁的熔點比鐵低，所以金屬鋁也是液態；
（7）根據化合價原則求出元素的化合價；
（8）根據碳燃燒生成了二氧化碳分析回答；
（9）根據鋁與硫酸的反應寫出反應的化學方程式；
（10）①據信息：二氧化碳與氫氣在催化劑、高溫條件下，除生成甲醇（CH₄O）外，還生成一種常溫下為液態的化合物水，據此書寫方程式；
②根據方程式中元素守恒來確定物質．

解答 解：（1）由元素周期表中鋁元素的信息可知，其相對原子質量為26.98．由鋁的原子結構示意圖可知，最外層電子數是3，小于4，化學反應中該原子容易失去電子；
（2）相對原子質量=質子數+中子數，則Al-30的中子數為：30-13=17．
（3）鋁制品在生活中因耐用而應用越來越廣泛，主要原因是：常溫下，鋁制品表面會有一層致密的氧化膜，阻止鋁進一步被氧化．
（4）運載“嫦娥三號”的火箭外殼用到了鈦合金，鈦合金屬于混合物．
（5）要通過圖乙實驗得出鋁和銅的金屬活動性順序，如果B是硫酸銅溶液，則金屬A是Al，如果A是銅，則溶液B中溶質的名稱是硫酸鋁等．
（6）根據表中的數據可以看出，金屬鋁的熔點點比鐵低，當金屬鐵是液態時，金屬鋁也是液態，所以鋁熱反應得到的是金屬鐵和金屬鋁的混合物；
（7）在FeTiO₃中，鐵顯+2價，氧顯-2價，可推出中鈦（Ti）的化合價是+4價；
（8）石墨烯的主要成份是碳，在空氣中完全燃燒生成了二氧化碳，化學反應方程式為：C+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂．
（9）由于烯合金中含有鋁，鋁能與稀硫酸反應生成了氫氣和硫酸鋁，該反應的化學方程式是：2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑，
（10）①根據信息：二氧化碳與氫氣在催化劑、高溫條件下，除生成甲醇（CH₄O）外，還生成一種常溫下為液態的化合物，根據元素守恒，該物質即為水，方程式為：CO₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;\;高溫\;\;\;}}{催化劑}$CH₄O+H₂O；
②根據質量守恒定律，化學反應前后原子的種類和數目不變，反應前C、O原子個數是1、2；反應后C、O、N、H原子個數是1、2、2、6，故物質x的化學式為NH₃．
故答案為：（1）26.98；失去電子；（2）17；（3）常溫下，鋁制品表面會有一層致密的氧化膜，阻止鋁進一步被氧化．（4）混合物．（5）Al，硫酸鋁等．（6）該反應溫度下鋁已熔化，未反應的鋁與生成的鐵熔合在一起；（7）+4價；（8）：C+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂．（9）：2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑，
（10）①：CO₂+3H₂$\frac{\underline{\;\;\;高溫\;\;\;}}{催化劑}$CH₄O+H₂O；②NH₃．

點評 本題所考查的知識點較多，但難度不大，屬于基礎的知識，加強有關基礎知識的學習，才能較快的完成本題．