Question

金屬是一類重要的材料，人類的生活和生產都離不開金屬．下圖表示了金屬活動性順序表中銅、錫、鐵和鋁元素被人類大規模開發、利用的大致年限．

（1）根據圖中數據和有關的化學知識，你認為金屬大規模開發、利用的先后順序跟下列哪些因素有關

 

．
①金屬冶煉的難易程度 ②金屬的導電性 ③金屬的活動性 ④地殼中金屬元素的含量
（2）鋼鐵的生產和使用是人類文明和社會進步的一個重要標志．請你寫出一氧化碳在高溫條件下把鐵從赤鐵礦里還原出來的化學方程式

 

．

（3）每年世界上鋼鐵的產量很高，但鋼鐵的銹蝕也給人類帶來了巨大的損失，鐵在空氣中銹蝕，實際上是鐵跟

 

等物質相互作用的結果．自行車的主要材料鋼鐵易生銹，請你為右圖標示的自行車部件各設計一種不同的、合理的防銹方法：a．三腳架

 

、b．輻條

 

、c．鏈條

 

．
（4）鋁的活動性比鐵強，但鋁與空氣中卻表現出良好的抗蝕性，其原因

 

．
（5）世界衛生組織把金屬鋁列為食品污染源之一，指出每人每日鋁的安全攝入量應控制在4毫克以下．某飲食店用1000克面粉、4克明礬[化學式為KAl（SO₄）₂?12H₂O]、小蘇打、食鹽等輔料加適量水，烹炸得油條24根，平均每根50克．問：
①明礬屬于相對分子質量為

 

；
②明礬中鉀元素、鋁元素、硫元素、氧元素、氫元素的質量比為

 

．
③已知明礬中鋁元素的質量分數為5.7%，求4克明礬中鋁元素的質量．
④若在烹炸油條過程中鋁元素不損失，某人一天吃一根油條，他攝入鋁的量是否超過安全攝入量．
⑤請再舉一種日常生活中會導致鋁進入人體的途徑：

 

．

Answer 1

分析：（1）歸納圖中所給出的金屬大規模開發、利用的先后順序的年代與金屬活動性順序的關系，做出判斷；
（2）根據鐵冶煉原理，寫出一氧化碳在高溫條件下把鐵從赤鐵礦里還原出來的化學方程式；
（3）根據對鐵生銹知識的回顧，說明鐵銹的原因及對于自行車的不同部位防止銹蝕的方法；
（4）利用鋁的活動性比鐵強，分析鋁在空氣中卻表現出良好的抗蝕性的原因；
（5）①相對分子質量為分子中所有原子的相對原子質量總和，計算相對分子質量；
②組成元素質量比為各元素的相對原子質量與原子個數乘積的比，計算組成元素質量比；
③利用一定量化合物中元素的質量=化合物質量×元素質量分數，由明礬中鋁元素的質量分數為5.7%，求4克明礬中鋁元素的質量；
④由題設所給有關油條的數據，計算每根油條中鋁元素質量，與完全量對比，作出判斷；
⑤回憶生活中與鋁相關的用品，經常使用它們是導致鋁進入人體的途徑．

解答：解：（1）由圖中金屬大規模開發、利用的先后順序的年代可得出，大規模使用的先后與金屬活動性強弱相反，因此可推測出金屬大規模開發、利用的先后順序跟①金屬冶煉的難易程度和③金屬的活動性有關；
（2）一氧化碳在高溫下能與氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，反應的化學方程式3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；
（3）鐵生銹是鐵與空氣中的水和氧氣發生復雜化學變化的結果；日常生活中自行車三角架采取噴涂油漆、輻條采取電鍍、鏈條采取涂油的方法進行防止銹蝕；
（4）鋁的活動性比鐵強，常溫下金屬鋁與空氣中氧氣反應，鋁的表面生成致密的氧化鋁薄膜（或氧化膜），隔絕了鋁與空氣的接觸；
（5）①明礬KAl（SO₄）₂?12H₂O相對分子質量=39+27+32×2+16×8+12×18=474
②明礬KAl（SO₄）₂?12H₂O中鉀元素、鋁元素、硫元素、氧元素、氫元素的質量比=39：27：（32×2）：（16×20）：（1×24）=39：27：64：320：24
③4克明礬中鋁元素的質量=4g×5.7%=0.228g
④一根油條中含鋁的質量=8g×

1

24

=0.0095g=9.5mg＞4mg，一根油條中的含鋁量遠遠超過了4mg的安全攝入量
⑤鋁制炊具、明礬凈水劑、含鋁的胃藥、易拉罐、鋁箔包裝袋等中都含有鋁，都可能成為導致鋁進入人體的途徑；

故答案為：
（1）①③；
（2）3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；
（3）水和氧氣；a噴涂油漆；b電鍍；c涂油；
（4）鋁的表面生成致密的氧化鋁薄膜（或氧化膜），隔絕了鋁與空氣的接觸；
（5）①474；②39：27：64：320：24；③0.228g；④一根油條中的含鋁量遠遠超過了4mg的安全攝入量；⑤鋁制炊具（或明礬凈水劑、含鋁的胃藥、易拉罐、鋁箔包裝袋等中的任何一種）．

點評：在根據明礬的化學式進行計算時，其中12H₂O前面的點只是一種特殊表示方法的需要，而不是數學上乘積的簡寫符號．