Question

金屬用途廣泛，其結構和性質等是化學的重要研究內容．
（1）如圖一是鋁的原子結構示意圖．下列說法不正確的是______．
A．鋁原子中的質子數為13
B．在化合物中鋁通常顯+3價
C．鋁是地殼中含量最多的元素
D．鋁可作導線是由于它具有良好的導電性
（2）某化學小組用一定量的AgNO₃和Cu（NO₃）₂混合溶液進行了如圖二實驗，并對溶液A和固體B的成分進行了分析和研究．
【提出問題】溶液A中的溶質可能有哪些？
【做出猜想】
①只有Zn（NO₃）₂②Zn（NO₃）₂、AgNO₃
③Zn（NO₃）₂、Cu（NO₃）₂④Zn（NO₃）₂、Cu（NO₃）₂、AgNO₃
【交流討論】不合理的猜想是______（填標號），其理由是______．
【實驗探究】若猜想①成立，通過以下實驗可確定固體B的成分，請將下表填寫完整．

實驗步驟	現象	實驗結論
取少量固體B，滴加______	有氣泡產生	固體B含有Cu、Ag和______

（3）新型材料納米級Fe粉具有廣泛的用途，它比普通Fe粉更易與氧氣反應，其制備工藝流程如圖三所示：請回答下列問題：
①納米級Fe粉在空氣中易自燃．實驗中通入N₂的目的是______．
②寫出H₂還原FeCl₂，置換出鐵的化學方程式______．
③研究人員發現最后制得的納米級Fe粉樣品中混有少量的FeCl₂雜質．取樣品20g，加入足量的鹽酸，生成氫氣0.7g．請計算該樣品中單質Fe的質量分數（請寫出計算過程）______．

Answer 1

（1）原子結構示意圖中圓圈內數字就是質子數；所以鋁原子質子數是13；由于鋁原子最外層電子數是3易失去3個電子，顯+3價；地殼中含量最多的元素是“氧元素”；鋁做導線就是因為鋁具有導電性；
（2）猜想②中無硝酸銅，說明Cu（NO₃）₂已與鋅反應生成Cu，而銅能與硝酸銀反應，所以有銅剩余時不可能存在硝酸銀，也就是說只要有硝酸銀時，一定也含有硝酸銅；
如果猜想①成立說明鋅把硝酸銀、硝酸銅都反應完了，如果能鑒別出剩余固體中含有鋅，就能說明鋅過量，銅和銀都被它置換出來，由于鋅能與酸反應產生氫氣，所以向固體中加入鹽酸，如果有氣體產生，說明鋅有剩余；
（3）①氮氣化學性質穩定，在反應中起保護氣的作用；因為納米級Fe粉在空氣中易自燃．所以在實驗中通入N₂的目的是防止生成的納米級鐵粉被氧化．
②根據“H₂還原FeCl₂，置換出鐵”，根據質量守恒定律的元素守恒，可知另一種生成物為HCl，則其化學方程式為：H₂+FeCl₂

高溫 .

Fe+2HCl．
③由題意：取樣品20g，加入足量的鹽酸，生成氫氣0.7g．
設Fe的質量為x．
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
56 2
x 0.7g
則

56

x

=

2

0.7g

，解得x=19.6g，故

19.6g

20g

×100%=98%
答：該樣品中單質鐵的質量分數為98%．
故答案為：（1）C
（2）②Zn應先與AgNO₃反應，后與Cu（NO₃）₂反應，當有AgNO₃剩余時，溶質中一定含有Cu（NO₃）₂

實驗步驟	現象	實驗結論
稀鹽酸（或稀硫酸等）		Zn

（3）①防止生成的納米級鐵粉被氧化；②H₂+FeCl₂

高溫 .

Fe+2HCl．
③該樣品中單質鐵的質量分數為98%．