Question

18．金屬材料與人類的生產(chǎn)和生活密切相關(guān)．
2015年5月12日，海西高速公路網(wǎng)的重要組成部分：福建省最長跨海大橋-泉州灣大橋正式通車．大橋的建設(shè)及通行涉及到許多的化學知識．
（1）制造大橋護欄和斜拉索等重要器件的材料都是鋼，鋼屬于金屬（選填“金屬”或“無機非金屬”）材料．
（2）工人給大橋鋼鐵器件噴上油漆，目的是為了防止鐵與O₂、H₂O發(fā)生反應而生銹．
（3）A、B、C、D四中金屬單質(zhì)，A能從B的化合物溶液中置換出B，但A不能與稀鹽酸反應．相同條件下，C、D能與稀鹽酸反應產(chǎn)生氫氣，且D比C反應劇烈．則四種金屬的活動性由強到弱的順序是：D＞C＞A＞B．
（4 ）鋅銅合金中是銅合金中的一種，用途較為廣泛．為測定鋅銅合金中鋅的含量，取該合金放入如圖盛有稀硫酸的錐形瓶中，發(fā)生反應：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑．多次實驗后，取平均值所得數(shù)據(jù)如表：

反應前		充分反應后裝置及反應剩余物質(zhì)質(zhì)量
裝置和足量的稀硫酸質(zhì)量	鋅銅合金質(zhì)量
342.10g	16.00g	357.70g

若不考慮干燥劑吸收空氣中的水蒸氣，計算：
ⅰ根據(jù)質(zhì)量守恒定律求生成氫氣的質(zhì)量是多少g？
ⅱ該合金中鋅的質(zhì)量分數(shù)是多少？（請寫出計算過程）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)材料的分類解答；
（2）根據(jù)鐵生銹的條件及防止鐵生銹的方法解答；
（3）根據(jù)金屬活動性順序表的應用分析．在金屬活動性順序中，氫前的金屬可以與酸發(fā)生置換反應，且位置越靠前，反應的越劇烈；位置在前的金屬可以把位于其后的金屬從其鹽溶液中置換出來；
（4）根據(jù)鋅和硫酸反應生成氫氣而銅不反應，所以反應前后質(zhì)量減少的質(zhì)量就是氫氣的質(zhì)量進行解答；根據(jù)氫氣的質(zhì)量求出該合金中鋅的質(zhì)量以及該合金中鋅的質(zhì)量分數(shù)進行解答．

解答 解：（1）鋼是鐵的合金，屬于金屬材料；故填：金屬；
（2）鐵生銹需要和氧氣、水同時接觸，工人給大橋鋼鐵器件噴上油漆，目的是為了防止鐵與氧氣（或O₂）或 水（或H₂O）發(fā)生反應而生銹；故填：O₂、H₂O；
（3）由金屬活動性表的應用及題意可知，A能從B的硝酸鹽溶液中置換出B但A不能與稀鹽酸反應，可判斷金屬A的活動性比B強且在活動性順序中位于氫之后，即活動性強弱關(guān)系氫＞A＞B；由C、D能與稀鹽酸反應產(chǎn)生H₂，且D比C反應劇烈的實驗現(xiàn)象，可判斷金屬d的活動性比C強且兩金屬都位于金屬活動性順序中氫之前，即活動性強弱關(guān)系為D＞C＞氫；綜合以上分析，四種金屬的活動性由弱到強的順序為D＞C＞A＞B；故填：D＞C＞A＞B；
（4）ⅰ依題意可得：氫氣的質(zhì)量=342.10g+16.00g-357.70g=0.4g；
ii設(shè)該合金中鋅的質(zhì)量為x．
Zn+H₂SO₄ ═ZnSO₄+H₂↑
65               2
x              0.4g
$\frac{65}{x}=\frac{2}{0.4g}$
該合金中鋅的質(zhì)量分數(shù)是=$\frac{13g}{16g}×100%$=81.25%
答：ⅰ根據(jù)質(zhì)量守恒定律求生成氫氣的質(zhì)量是0.4g；
ⅱ該合金中鋅的質(zhì)量分數(shù)為81.25%．

點評 本題考查較為綜合，涉及鹽金屬材料、金屬的腐蝕與防護以及化學方程式的計算，側(cè)重于基礎(chǔ)知識的考查，有利于培養(yǎng)學生的良好的科學素養(yǎng)，難度不大，注意相關(guān)基礎(chǔ)知識的積累．