1.垃圾是放错地方的资源,城市的废旧电器是一座“金属矿山”。某废旧电器中含有锌、铜、镍(Ni)三种金属,化学小组的同学为了从中回收金属铜和镍,开展如下的探究活动。已知:镍在金属活动性顺序中位于氢前面,硫酸镍(NiSO₄)能溶于水;锌的金属活动性比镍的强。
【活动目标】从含有锌、铜、镍三种金属的废旧电器中回收铜和镍。
【活动设计】化学小组设计了如图所示的物质转化流程。

步骤①中得到的A是。步骤②中生成C的化学方程式是。
【反思评价】请谈谈合理开发城市“金属矿山”的意义。

【活动设计】铜(或Cu) Zn+NiSO₄=ZnSO₄+Ni
【反思评价】节约金属资源,减少对环境的污染。(合理即可)
【解析】【活动设计】锌、镍的活动性比氢强,铜的活动性比氢弱,加入过量的稀硫酸,锌、镍分别与稀硫酸反应生成硫酸锌、硫酸镍和氢气,铜不与稀硫酸反应,则金属A为铜,溶液B为硫酸锌、硫酸镍、硫酸;由于锌的金属活动性比镍的强,锌与硫酸镍反应生成硫酸锌和镍。

【分析】要解决该问题，需结合金属活动性顺序分析反应规律：首先判断三种金属与稀硫酸的反应情况，再根据金属活动性强弱判断置换反应的发生，进而确定各物质。Zn、Ni在氢前，能与稀硫酸反应；Cu在氢后，不与稀硫酸反应，由此确定步骤①的金属A；再根据Zn比Ni活动性强，判断步骤②的置换反应，得到金属C。
【解析】步骤①：金属活动性中，氢前金属可与稀硫酸反应，氢后金属不能。Zn、Ni位于氢前，与过量稀硫酸反应生成ZnSO₄、NiSO₄和H₂；Cu位于氢后，不反应，过滤后得到的金属A为Cu。步骤②：溶液B含ZnSO₄、NiSO₄，加入锌粉时，因Zn活动性比Ni强，Zn能置换NiSO₄中的Ni，反应为Zn + NiSO₄ = ZnSO₄ + Ni，故金属C为Ni。
【答案】铜(或Cu)；Zn + NiSO₄ = ZnSO₄ + Ni；节约金属资源，减少对环境的污染（合理即可）
【知识点】金属活动性顺序的应用；化学方程式书写；金属资源的保护
【点评】本题结合废旧金属回收的实际场景，考查金属活动性的应用，既需掌握金属与酸、金属与盐的反应规律，又联系资源利用与环保，难度适中，侧重知识的实际应用。
【难度系数】0.6

2. 物尽其用——金属之“铝”
社会发展离不开金属,生产生活中铁、铝及其合金制品随处可见。
(1)铝制易拉罐()
某品牌碳酸饮料的易拉罐是由铝合金制成的,该铝合金中铝的含量约为97%,还含有镁、锰、铁、铟(In)等。
①将易拉罐剪成条状,打磨后与纯铝片相互刻画,发现纯铝片表面有划痕,说明。
②“是否应该停止使用铝制易拉罐”是当前的一个社会性科学议题。有同学认为应该停止使用铝制易拉罐,理由可能为(写出一条即可);也有同学支持继续使用铝制易拉罐,请你结合铝的性质阐述理由:(写出一条即可)。
③生活垃圾要分类投放,可与废弃易拉罐作为同一类投放的是(填字母)。
A.废旧电池
B.废弃口罩
C.厨余垃圾
D.废旧铁锅
(2)储氢材料
储氢材料的研发是氢能源技术的关键之一。金属铝可用作储氢材料,储氢后生成氢化铝($AlH_3$),其中氢元素的化合价为;释氢原理为氢化铝与水反应释放氢气,同时生成氢氧化铝,其反应的化学方程式为。
(3)制备铝
工业上常用电解氧化铝的方法制备金属铝,同时生成氧气,该反应的化学方程式为。
(4)铝合金中的铟(In)
为铝、铟的原子结构示意图。某同学推测金属铟与铝的化学性质相似,理由是。实验证明,铟可以与稀盐酸反应,其反应的化学方程式为。

(1)①铝合金的硬度比纯铝的大 ②铝制易拉罐提炼会产生污染(合理即可) 不易破、携带方便等(合理即可) ③D
(2)-1 AlH₃+3H₂O=3H₂↑+Al(OH)₃
(3)2Al₂O₃$\stackrel{通电}{=\!=\!=}$4Al+3O₂↑
(4)原子的最外层电子数相同 2In+6HCl=2InCl₃+3H₂↑

【分析】本题围绕金属铝及相关合金、化合物的性质展开，分四个模块考查金属相关的基础知识：①合金与纯金属的硬度比较，通过相互刻画的现象判断硬度差异；②开放性问题，结合铝的利弊分析使用铝制易拉罐的理由；③垃圾分类，判断废弃易拉罐所属类别；④化合价计算，根据化合物中正负化合价代数和为零计算氢元素化合价；⑤化学方程式书写，包括氢化铝与水的反应、电解氧化铝的反应、铟与盐酸的反应；⑥原子结构与化学性质的关系，根据最外层电子数判断化学性质相似性。解题时需紧扣金属的性质、化学方程式书写规则、原子结构的规律等知识点，逐一分析每个小问。
【解析】
(1)① 相互刻画时，硬度较大的金属会在硬度较小的金属表面留下划痕。纯铝片表面有划痕，说明铝合金的硬度比纯铝的大；
② 若认为应停止使用铝制易拉罐，理由可从铝的生产或使用的弊端考虑，如铝的提炼过程会产生环境污染（或铝元素过量摄入对人体健康不利等，合理即可）；若支持继续使用，可结合铝的性质，如铝在空气中易形成致密的氧化铝薄膜，抗腐蚀性强（或铝质轻便、易回收等，合理即可）；
③ 废弃易拉罐属于金属可回收物，选项中废旧铁锅也属于金属可回收物，故选D；
(2) 在化合物AlH₃中，铝元素的化合价为+3价，设氢元素的化合价为x，根据化合物中正负化合价代数和为零，可得：(+3) + 3x = 0，解得x = -1；氢化铝与水反应生成氢气和氢氧化铝，配平后化学方程式为：AlH₃ + 3H₂O = 3H₂↑ + Al(OH)₃；
(3) 工业上电解氧化铝制备金属铝，同时生成氧气，反应条件为通电，配平后化学方程式为：2Al₂O₃$\stackrel{通电}{=\!=\!=}$4Al + 3O₂↑；
(4) 原子的最外层电子数决定元素的化学性质，铝原子和铟原子的最外层电子数均为3，因此金属铟与铝的化学性质相似；铟与稀盐酸反应生成氯化铟和氢气，化学方程式为：2In + 6HCl = 2InCl₃ + 3H₂↑；
【答案】
(1)①铝合金的硬度比纯铝的大；②铝制易拉罐提炼会产生污染（合理即可）；不易破、携带方便等（合理即可）；③D
(2)-1；AlH₃+3H₂O=3H₂↑+Al(OH)₃
(3)2Al₂O₃$\stackrel{通电}{=\!=\!=}$4Al+3O₂↑
(4)原子的最外层电子数相同；2In+6HCl=2InCl₃+3H₂↑
【知识点】合金的性质、金属的化学性质、化学方程式的书写
【点评】本题结合生活实际和工业生产，考查金属相关的基础知识点，注重知识的应用与迁移，难度适中，能较好地检验学生对金属性质、化学用语等核心知识的掌握情况。
【难度系数】0.6