Question

3．金屬在日常生活中隨處可見，研究金屬的性質可以更好地利用金屬．
（1）鋁、鐵、銅是常見金屬．如圖1的生活用品中，主要利用金屬導熱性的是②（填序號）．

（2）“淬火”是金屬熱處理常用的方法．寶劍淬火過程中，鐵在高溫下和水蒸氣發生反應生成四氧化三鐵和另一種氣體單質，此反應的化學方程式為3Fe+4H₂O（氣）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，該反應屬于基本反應類型中的置換反應．
（3）將質量相等的A、B、C三種金屬，同時分別放入三份溶質質量分
數相同且足量的稀鹽酸中，反應生成H₂的質量與反應時間的關系
如圖2所示．根據圖中所提供的信息，得出的結論正確的是B．（已知：A、B、C在生成物中均為+2價）
A．金屬活動性順序是A＞B＞C   B．放出H₂的質量是A＞B＞C
C．相對原子質量是A＞B＞C     D．反應速率最大的是A
（4）取一定量鎂、鋅、鐵三種金屬，分別加入溶質質量分數相等的稀鹽酸，充分反應后，生成氫氣的質量相等．下列做法與此結果相符的是BD（填序號）．
A．相同質量的三種金屬與足量的稀鹽酸反應
B．2.4g鎂、6.5g鋅、5.6g鐵與足量的稀鹽酸反應
C．向足量的鎂、鋅、鐵中加入稀鹽酸的質量比為2：3：2
D．足量的三種金屬與等量的稀鹽酸反應．

Answer 1

分析 （1）根據已有的金屬的性質進行分析解答，在金屬活動性順序中，位置在前的金屬能將位于其后的金屬從其鹽溶液中置換出來，據此解答；
（2）由題意知，反應物為鐵和水蒸氣、生成物為四氧化三鐵和氫氣、反應條件為高溫，故可書寫化學方程式；由化學方程式判定反應類型；
（3）根據相同時間內產生氫氣較多（即反應劇烈）的金屬活動性較強，結合產生氫氣的關系圖判斷三種金屬活動性；
根據一定質量的質量完全反應產生氫氣的質量=$\frac{金屬的化合價}{金屬的相對原子質量}$×金屬的質量，結合三種金屬的化合價及完全反應放出氫氣的質量大小，判斷三種金屬的相對原子質量的大小；
（4）Fe、Mg、Zn三種金屬分別跟稀鹽酸反應的化學方程式為：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑，Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑，Zn+2HCl=2ZnCl₂+H₂↑，由此可知，產生氫氣的是鹽酸中的氫離子，故要得到相同質量的氫氣有兩種情況：①參與反應的HCl的質量相等；②參與反應的Fe、Mg、Zn的質量符合得到相同質量的氫氣的條件

解答 解：（1）銅制火鍋利用的是銅的導熱性，故填：②；
（2）由題意知，反應物為鐵和水蒸氣、生成物為四氧化三鐵和氫氣、反應條件為高溫，故可書寫化學方程式為3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；此反應符合“單質+化合物=單質+化合物，即A+BC=B+AC”，即為置換反應；
故答案為：3Fe+4H₂O（氣）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂ ；置換；
（3）A、根據反應生成H₂的質量與反應時間的關系圖所示，當三種金屬都在發生反應時，相同時間內B放出氫氣的質量大于，故A不正確；
B、大于C，可判斷三種金屬中B的活動性最強根據反應生成H₂的質量與反應時間的關系圖所示，在三種金屬完全反應后，放出H₂的質量是A＞B＞C，故B正確；
C、三種金屬的化合價、金屬的質量都相等，完全反應放出氫氣的質量與金屬的相對原子質量成反比，即產生氫氣多的相對原子質量小；根據反應生成H₂的質量與反應時間的關系圖所示，在三種金屬完全反應后，放出H₂的質量是A＞B＞C；因此可判斷相對原子質量是C＞B＞A；故C不正確；
D、根據反應生成H₂的質量與反應時間的關系圖所示，等質量的三種金屬B最先完全反應，因此反應速度最大的是B而不是A；故D不正確；
故選B
（4）①因為產生氫氣的是鹽酸中的氫離子，故參與反應的HCl的質量相等，產生的氫氣的質量就相等．故D符合；
②假設Fe、Mg、Zn 三種金屬分別跟稀鹽酸充分反應，得到氫氣的質量都是2g，
設參與反應的Fe的質量為x，Mg的質量為y，Zn的質量為z，
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑，Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑，Zn+2HCl=2ZnCl₂+H₂↑，
56            2     24            2     65            2
x             2g     y            2g     z            2g
$\frac{56}{x}=\frac{2}{2g}$，$\frac{24}{y}=\frac{2}{2g}$，$\frac{65}{z}=\frac{2}{2g}$
解之得：x=56g，y=24g，z=65g，
故Mg、Zn、Fe的質量比為：24g：65g：56g=24：65：56．
故B符合；C不符合；
故選BD．

點評 在利用化學方程式解答問題時，運用假設法，對解題有很大作用．培養學生分析問題、解決問題的能力．