Question

11．金屬材料在日常生活中廣泛使用．
（1）高溫條件下，一氧化碳可把鐵從磁鐵礦石（Fe₃O₄）中還原出來，反應的化學方程式是4CO+Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Fe+4CO₂．生鐵和鋼都是鐵合金，其中含碳量較高的是生鐵．
（2）黃銅是銅和鋅的合金．向一定質量的黃銅樣品中加入196g 稀硫酸，恰好完全反應，產生0.2g 氫氣．則所用稀硫酸的溶質質量分數是5%．除了可求出稀硫酸的溶質質量分數外，你還能求出的化學量有①④（填序號）．
①鋅的質量②鋅的質量分數③銅的質量分數④硫酸鋅的質量⑤硫酸溶液的體積
（3）鋁是一種比較耐腐蝕的金屬材料，這是因為4Al+3O₂=2Al₂O₃（用化學方程式表示），如果用鋁來制取氫氣，那么需要AC操作（填編號），才能達到實驗目的．
A．用砂紙打磨表面B．用水浸泡一會
C．用稀鹽酸浸泡一段較長時間        D．把鋁片剪成小塊．

Answer 1

分析 （1）首先根據反應原理找出反應物、生成物、反應條件，根據化學方程式的書寫方法、步驟進行書寫；根據生鐵和鋼都是鐵的合金，根據它們的組成進行分析解答即可．
（2）根據金屬活動性強弱關系鋅＞氫＞銅可知，把黃銅放入稀硫酸時，鋅可與硫酸反應生成硫酸鋅同時放出氫氣；利用反應的化學方程式，由反應生成氫氣的質量可計算消耗鋅的質量、消耗硫酸的質量及生成硫酸鋅的質量，然后利用硫酸質量與稀硫酸質量比還可計算出稀硫酸中硫酸的溶質質量分數；根據質量守恒定律，還可計算出反應后所得溶液的質量，因此還可計算反應后硫酸鋅溶液的溶質質量分數．
（3）鋁易與空氣中的氧氣反應生成氧化鋁，氧化鋁具有致密結實的結構，在實驗前應做預先的處理將氧化膜去掉．

解答 解：（1）高溫條件下一氧化碳能把鐵從磁鐵礦石（主要成分為Fe₃O₄）中還原出來，生成鐵和二氧化碳，反應的化學方程式為：Fe₃O₄+4CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Fe+4CO₂．生鐵是含碳量為2%～4.3%的鐵合金，鋼是含碳量為0.03%～2%的鐵合金，其中含碳量較高的是生鐵．
（2）設參加反應的硫酸的質量為x，
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
       98                   2
       x                  0.2g
$\frac{98}{x}=\frac{2}{0.2g}$
x=9.8g
所用稀硫酸的溶質質量分數為：$\frac{9.8g}{196g}$=5%
根據反應的化學方程式，還可以計算出鋅的質量、硫酸鋅的質量；但由于不知道黃銅的質量，因此不能計算出黃銅中銅的質量分數、鋅的質量分數；由于不知道硫酸溶液的密度，因此也不能把硫酸溶液的質量轉變為體積；根據質量守恒定律，反應后溶液質量可由參加反應鋅的質量+所加稀硫酸的質量-放出氫氣的質量而計算出來，因此，還可以計算出所加稀硫酸的溶質質量分數；分析選項，應選①④；
（3）鋁的活動性較強，易與空氣中的氧氣反應生成致密結實的氧化鋁薄膜，鋁能與氧氣發生化合反應生成氧化鋁，化學方程式為：4Al+3O₂=2Al₂O₃
在實驗前可以用砂紙將氧化膜打磨掉，也可以放入稀鹽酸將氧化鋁反應掉．
故答案為：（1）4CO+Fe₃O₄ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Fe+4CO₂；生鐵；（2）5%；①④；（3）4Al+3O₂=2Al₂O₃；AC．

點評 反應的化學方程式可以表現出反應中各物質的質量關系，因此，利用反應的化學方程式可由反應中任一物質質量計算出反應中其它物質的質量．