13. 人类的生产、生活离不开金属材料,金属的发现和使用推动了人类社会发展。部分金属的发现历程如下图所示,请根据要求回答下列问题。

(1)根据上图分析,金属的发现历程与金属的
(2)铝被广泛地应用,除了因为改进铝的冶炼方法使其成本降低,以及铝的密度小外,还由于铝的
(3)某兴趣小组为探究 $ {Fe} $、$ {Cu} $、$ {R} $ 的金属活动性顺序,展开了一系列探究。
【提出问题】如何判断 $ {Fe} $、$ {Cu} $、$ {R} $ 的金属活动性顺序?
【猜想与假设】
猜想一:$ {Fe > Cu > R} $ 猜想二:$ {Fe > R > Cu} $ 猜想三:
【进行实验】

【拓展与应用】为了回收利用金属,同学们将上述实验中反应后的物质倒入同一容器中,向其中加入过量的铝粉,充分反应后过滤,则滤渣中的金属单质为
(1)根据上图分析,金属的发现历程与金属的
活动性顺序
有关。(2)铝被广泛地应用,除了因为改进铝的冶炼方法使其成本降低,以及铝的密度小外,还由于铝的
抗腐蚀
性能好。(3)某兴趣小组为探究 $ {Fe} $、$ {Cu} $、$ {R} $ 的金属活动性顺序,展开了一系列探究。
【提出问题】如何判断 $ {Fe} $、$ {Cu} $、$ {R} $ 的金属活动性顺序?
【猜想与假设】
猜想一:$ {Fe > Cu > R} $ 猜想二:$ {Fe > R > Cu} $ 猜想三:
R>Fe>Cu
【进行实验】
【拓展与应用】为了回收利用金属,同学们将上述实验中反应后的物质倒入同一容器中,向其中加入过量的铝粉,充分反应后过滤,则滤渣中的金属单质为
Al、Fe、R、Cu(或铝、铁、R、铜)
。答案
13. (1)活动性顺序
(2)抗腐蚀
(3)【猜想与假设】R>Fe>Cu 【进行实验】将完全相同的打磨好的R丝分别插入盛有硫酸铜溶液和硫酸亚铁溶液的A、B两支试管中(合理即可) A试管中R丝表面有红色物质析出,B试管中R丝表面无明显现象(合理即可) 【拓展与应用】Al、Fe、R、Cu(或铝、铁、R、铜)
解析 (1)金属的活动性:Al>Fe>Cu,三种金属的发现历程:铜最早,然后是铁,最后是铝,则金属的发现历程与金属的活动性顺序有关。
(2)铝在空气中与氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步被氧化,具有很好的抗腐蚀性能。
(3)【猜想与假设】已经知道金属的活动性:Fe>Cu。R的活动性可以是三种金属中最弱,即猜想一;R的活动性可以在铁和铜之间,即猜想二;R的活动性可以是三种金属中最强,即猜想三:R>Fe>Cu。
【进行实验】比较活泼的金属能够把不活泼的金属从它的化合物溶液中置换出来,因为实验结论为金属活动性:Fe>R>Cu。可以设计中间的金属放入两端金属的化合物溶液中,R与硫酸亚铁不反应,则金属活动性:Fe>R;R能将铜从硫酸铜中置换出来,则金属活动性:R>Cu。可以证明三种金属的活动性:Fe>R>Cu。设计如下实验。
实验操作:将完全相同的打磨好的R丝(实验前打磨金属除去表面的杂质)分别插入盛有硫酸铜溶液和硫酸亚铁溶液的A、B两支试管中(合理即可)。
实验现象:A试管中R丝表面有红色物质析出,B试管中R丝表面无明显现象(与设计的实验操作对应,合理即可)。
【拓展与应用】金属的活动性:Al>Fe>R>Cu。上述实验中没有反应的硫酸亚铁,在放入铝后,铁被置换出来;R能将铜从硫酸铜溶液中置换出来,生成单质铜和R的化合物溶液,放入铝,铝将R置换出来。则得到的金属单质是Fe、R、Cu和过量的铝。
(2)抗腐蚀
(3)【猜想与假设】R>Fe>Cu 【进行实验】将完全相同的打磨好的R丝分别插入盛有硫酸铜溶液和硫酸亚铁溶液的A、B两支试管中(合理即可) A试管中R丝表面有红色物质析出,B试管中R丝表面无明显现象(合理即可) 【拓展与应用】Al、Fe、R、Cu(或铝、铁、R、铜)
解析 (1)金属的活动性:Al>Fe>Cu,三种金属的发现历程:铜最早,然后是铁,最后是铝,则金属的发现历程与金属的活动性顺序有关。
(2)铝在空气中与氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步被氧化,具有很好的抗腐蚀性能。
(3)【猜想与假设】已经知道金属的活动性:Fe>Cu。R的活动性可以是三种金属中最弱,即猜想一;R的活动性可以在铁和铜之间,即猜想二;R的活动性可以是三种金属中最强,即猜想三:R>Fe>Cu。
【进行实验】比较活泼的金属能够把不活泼的金属从它的化合物溶液中置换出来,因为实验结论为金属活动性:Fe>R>Cu。可以设计中间的金属放入两端金属的化合物溶液中,R与硫酸亚铁不反应,则金属活动性:Fe>R;R能将铜从硫酸铜中置换出来,则金属活动性:R>Cu。可以证明三种金属的活动性:Fe>R>Cu。设计如下实验。
实验操作:将完全相同的打磨好的R丝(实验前打磨金属除去表面的杂质)分别插入盛有硫酸铜溶液和硫酸亚铁溶液的A、B两支试管中(合理即可)。
实验现象:A试管中R丝表面有红色物质析出,B试管中R丝表面无明显现象(与设计的实验操作对应,合理即可)。
【拓展与应用】金属的活动性:Al>Fe>R>Cu。上述实验中没有反应的硫酸亚铁,在放入铝后,铁被置换出来;R能将铜从硫酸铜溶液中置换出来,生成单质铜和R的化合物溶液,放入铝,铝将R置换出来。则得到的金属单质是Fe、R、Cu和过量的铝。
四、分析计算题
14. 磁铁矿石(主要成分为 $ {Fe_{3}O_{4}} $)是常用的炼铁原料,工业上可通过如下反应:$ {Fe_{3}O_{4} + 4CO \xlongequal{高温} 3Fe + 4CO_{2}} $ 将其中的 $ {Fe_{3}O_{4}} $ 转化为 $ {Fe} $。
(1)$ {Fe_{3}O_{4}} $ 中铁、氧的微观粒子数目之比为
(2)假设炼铁过程中铁没有损耗,用含 $ 348 \ {t} \ {Fe_{3}O_{4}} $ 的磁铁矿石理论上可以炼出含铁 $ 96\% $ 的生铁的质量是多少(写出计算过程)?
14. 磁铁矿石(主要成分为 $ {Fe_{3}O_{4}} $)是常用的炼铁原料,工业上可通过如下反应:$ {Fe_{3}O_{4} + 4CO \xlongequal{高温} 3Fe + 4CO_{2}} $ 将其中的 $ {Fe_{3}O_{4}} $ 转化为 $ {Fe} $。
(1)$ {Fe_{3}O_{4}} $ 中铁、氧的微观粒子数目之比为
3:4
。(2)假设炼铁过程中铁没有损耗,用含 $ 348 \ {t} \ {Fe_{3}O_{4}} $ 的磁铁矿石理论上可以炼出含铁 $ 96\% $ 的生铁的质量是多少(写出计算过程)?
答案
14. (1)3:4
(2)解:设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x。
答:理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为262.5 t。
解析 (1)由化学式可知$,Fe_{3}O_{4}$中铁、氧的微观粒子数目之比为3:4。
(2)依据化学方程式进行计算。
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