Question

金屬元素在生活、生產中，以及對人類的健康有著很重要的作用，請回答下列問題．
（1）金屬加工后的廢切削液中含有2～5%的NaNO₂，它是一種環(huán)境污染物．人們用NH₄Cl溶液來處理此廢切削液，使NaNO₂轉化為無毒物質．該反應分兩步進行：
第一步：NaNO₂+NH₄Cl═NH₄NO₂+X
第二步：NH₄NO₂═N₂↑+2H₂O
①第一步反應中X的化學式是

 

．
②NH₄NO₂中氮、氫、氧三種元素的質量比是

 

，其中氮元素的化合價分別是

 

，

 

．
（2）如圖1是一盞廢舊臺燈，某實驗小組的同學利用它進行觀察分析并完成相關實驗．

①小明發(fā)現(xiàn)臺燈的鐵螺絲釘表面已經銹蝕，原因是鐵與空氣中的

 

等發(fā)生了化學反應．
②小紅發(fā)現(xiàn)鋁箔反光片呈銀白色，無銹跡，原因是鋁表面有一層致密的氧化膜，生成該氧化膜的化學方程式為

 

．
③我國古代將爐甘石（ZnCO₃）、赤銅（Cu₂O）和木炭粉混合后加熱到約800℃，得到一種外觀似金子的合金，該合金的主要成分為

 

，試寫出有銅生成的化學方程式

 

．
（3）用金屬鐵制備自來水的新型消毒、凈水劑K₂FeO₄的流程如圖2：
請回答下列問題：
①固體B的成分是

 

，反應a的化學方程式為：

 

．
②操作I的名稱是

 

；操作I所需要的儀器和用品：鐵架臺、玻璃儀器、試劑、

 

（填一種實驗物品名稱）．
③反應a、b、c中沒有涉及到的化學反應類型是

 

（填字母代號）．
A．化合反應　　B．分解反應　　C．置換反應　　D．復分解反應．

Answer 1

考點：金屬的化學性質,過濾的原理、方法及其應用,自來水的生產過程與凈化方法,金屬銹蝕的條件及其防護,有關元素化合價的計算,元素質量比的計算,反應類型的判定,質量守恒定律及其應用

專題：空氣與水,金屬與金屬材料

分析：（1）利用質量守恒定律來確定物質的化學式；根據(jù)四種基本反應類型的特點判斷反應類型；根據(jù)化合物中各元素質量比=各元素的相對原子質量×原子個數(shù)之比，進行解答硝酸銨NH₄NO₂中氮元素、氫元素、氧元素的質量比，根據(jù)原子團求化合價．
（2）①鐵在空氣中銹蝕，實際上是鐵跟空氣中的氧氣和水共同作用的結果．②常溫下，鋁在空氣中與氧氣反應生成氧化鋁保護膜，寫出反應的化學方程式即可．③碳酸鹽受熱易分解，木炭具有還原性，能把氧化物還原得到金屬和二氧化碳．
（3）根據(jù)反應①過量鐵粉與硫酸銅的反應分析固體B的成分；根據(jù)過濾的原理及操作過程分析回答；根據(jù)發(fā)生的反應及反應的特點，分析沒有涉及到的反應類型．

解答：解：（1）①在第一步反應中，NaNO₂+NH₄Cl═NH₄NO₂+X，反應前鈉原子、氮原子、氧原子、氫原子、氯原子的個數(shù)分別為1、2、2、4、1，反應后氮原子、氧原子、氫原子的個數(shù)分別為2、2、4，則X中含有一個鈉原子和一個氯原子，因此X的化學式是NaCl，故答案為：NaCl；
②化合物中各元素質量比=各元素的相對原子質量×原子個數(shù)之比，因此NH₄NO₂中氮、氫、氧三種元素的質量比是：（14×2）：（4×1）：（16×2）=7：1：8；NH₄⁺中氮元素的化合價為-3價，NO₂^-中氮元素的化合價為+3價．
（2）①臺燈的鐵螺絲釘表面已經銹蝕，原因是鐵與空氣中的氧氣和水蒸氣發(fā)生了化學反應．
②常溫下，鋁在空氣中與氧氣反應生成氧化鋁保護膜，反應的化學方程式為：4Al+3O₂═2Al₂O₃．
③由于碳酸鹽受熱易分解，所以碳酸鋅受熱分解生成氧化鋅和二氧化碳；碳具有還原性能和金屬氧化物反應生成金屬和二氧化碳，所以碳與氧化鋅反應生成鋅和二氧化碳，碳和氧化亞銅反應生成銅和二氧化碳．①ZnCO₃

高溫  .

ZnO+CO₂↑②2ZnO+C

高溫  .

2Zn+CO₂↑③2Cu₂O+C

高溫  .

4Cu+CO₂↑．
（3）①由反應的流程可知，過量的鐵粉與硫酸銅反應，生成了硫酸亞鐵和銅，由鐵是過量的，在過濾后得到的固體B是Cu，F(xiàn)e的混合物，方程式為Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄；
②由上述反應①得到是固液的混合物，要將固液分開，應進行的操作是過濾，過濾時需要的儀器和用品：鐵架臺、玻璃儀器、試劑、濾紙；
③由反應的流程可知，反應①是Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．是一種單質和化合物反應生成了另一種單質和化合物，屬于置換反應；反應②是FeSO₄+2KOH=Fe（OH）₂↓+K₂SO₄，該反應是由兩種化合物相互交化成分生成了兩種新的化合物，屬于復分解反應；反應③是2Fe（OH）₂+H₂O₂=2Fe（OH）₃．由兩種物質生成了一種物質，屬于化合反應．綜合上述反應的類型可知，沒有涉及的反應類型是分解反應．所以，應選B；
故答案為：（（16分），方程式每個（2分），其余每空1分）
（1）①NaCl  ②7：1：8；-3；+3
（2）①氧氣和水蒸氣（或O₂和H₂O） ②4Al+3O₂═2Al₂O₃
③銅、鋅（或Cu、Zn）  C+2Cu₂O 

高溫  .

4Cu+CO₂↑
（3）①Cu、Fe（用名稱也可）   Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄
②過濾、濾紙      ③B

點評：掌握質量守恒定律以及各元素質量比的計算、鐵銹蝕的條件、金屬鋁的化學性質、金屬活動性應用（“反應則活潑、不反應則不活潑”）是正確解答本題的關鍵．制取物質的反應流程圖，對于這類題目，需要搞清楚每一步反應物、生成物，清楚工藝流程原理．再結合有關的知識分析解答有關的問題．