Question

閱讀題為“化學與人類文明”的短文并填空．
（1）人類最早進入青銅器時代，繼而進入鐵器時代，而人類利用鋁的歷史僅100多年，請從化學性質的角度分析其中的原因：

 

．含鋁化合物，如明礬[KAl（SO₄）₄?H₂O]被人類用于凈水，這是因為明礬溶于水生成的膠狀物可以

 

懸浮于水中的雜質，使之從水中

 

出來．后來人類發現明礬中的鋁元素有損人體健康，所以又發明了新型凈水劑高鐵酸鉀（K₂FeO₄）．請寫出高鐵酸鉀中鐵元素的化合價

 

，計算該物質中鐵元素的質量分數

 

．
（2）鐵元素與人類的關系很密切，是人體中血紅蛋白的成分，能幫助運輸氧氣．此外單質鐵粉還能制作保鮮劑和“取暖袋”呢．“取暖袋”中的發熱劑主要成分有鐵粉、活性炭、氯化鈉、水等，其發熱是利用鐵生銹時放熱，這是化學能轉化為熱能的一種形式．“取暖袋”中的發熱劑要接觸空氣才會發熱，原因是鐵要與

 

、

 

等物質共同作用才會生銹．你認為發熱劑中氯化鈉的作用是：

 

．
（3）人類利用化學能轉化為熱能的形式還有很多，例如燃燒化石燃料或新型燃料．請寫出兩個有關的化學方程式：

 

，

 

．

Answer 1

分析：（1）根據金屬的活潑性來分析金屬被人類使用的歷史，根據膠狀物的結構來分析其性質，利用物質的化學式來計算某元素的化合價及元素的質量分數；
（2）從鐵生銹的條件考慮，鐵只有與水、空氣同時接觸時才生銹，若有鹽溶液存在時，則會使生銹速度加快來分析；
（3）煤的燃燒和天然氣的燃燒都是化學能轉化為熱能的形式，然后利用成分來書寫相關的化學方程式．

解答：（1）因金屬越活潑，從化合物中冶煉金屬就越困難，由金屬的活潑性Al＞Fe＞Cu，顯然Cu不活潑，則最早被人類應用；明礬溶于水生成的膠狀物具有較大的固體表面積，則能夠
吸附水中的懸浮雜質，從而使雜質與水分離；在K₂FeO₄中K元素的化合價為+1價，O元素的化合價為-2價，由化合物中正負化合價的代數和為0，則Fe元素的化合價為+6價，在K₂FeO₄中
鐵元素的質量分數為

56

39×2+56+16×4

×100%=28.3%，故答案為：金屬的活潑性不同．根據金屬活動性順序表，A1．Fe．Cu的金屬活動性為Al＞Fe＞Cu，金屬越活潑，越難從其化合物中還原出來；吸附；分離；+6價；28.3%；
（2）因鐵要與水、氧氣同時接觸才能生銹，缺一不可，發生該反應時放出熱量，并且當有鹽溶液存在時，生銹的速度加快，故答案為：水；氧氣；加速鐵粉生銹，更快地放出熱量；
（3）因天然氣和煤的燃燒都是化學能轉變為熱能的具體表現形式，天然氣的主要成分是甲烷，燃燒生成二氧化碳和水，煤的主要成分是碳，燃燒生成二氧化碳，故答案為：
CH₄+2O₂

點燃

2H₂O+CO₂；C+0₂

點燃  .

CO₂．

點評：本題較難，注重了化學與生活、生產的聯系，學生應能利用所學化學知識來解釋金屬使用的歷史、鐵的生銹、能量的轉化等實際問題．