对金属材料的研究,在人类发展的历史长河中起着非常重要的作用。请回答下列问题。(1)金属的获得。下表给出了某些金属的信息。 每吨金属在 2018 年 12 月的价格(元) 地壳中的含量 (%) 铝 13586 7.73 铂 305000000 0.0000001 金 339000000 0.0000001 (1)依据表中信息解释,金和铂均很昂贵的原因是 。(2)工业上用含铝矿石制取铝。将熔融的氧化铝通电分解,可获得铝和另一种单质。反应的化学方程式 。铝抗腐蚀性强的原因是 。(2)金属的锈蚀与保护。长期埋在地下的金属管线会被腐蚀。常温下,某金属管线腐蚀速率与土壤含水量的关系如右图所示。分析右图得出的结论是 。The-|||-0.6-|||-0.5-|||-0.4-|||-0.3-|||-0.2.-|||-10 20 30 40 50-|||-土壤含水量/%(3)金属的应用。同学们用图1所示装置(装置气密性良好)对暖宝宝发热过程进行探究,传感器获得图2和图3所示的实验数据。已知暖宝宝工作原理是利用铁粉生锈发热。回答下列问题:The-|||-0.6-|||-0.5-|||-0.4-|||-0.3-|||-0.2.-|||-10 20 30 40 50-|||-土壤含水量/% The-|||-0.6-|||-0.5-|||-0.4-|||-0.3-|||-0.2.-|||-10 20 30 40 50-|||-土壤含水量/% The-|||-0.6-|||-0.5-|||-0.4-|||-0.3-|||-0.2.-|||-10 20 30 40 50-|||-土壤含水量/%(1)由图2得出的结论是 。(2)图3气压没有明显变化的原因是 。(4)不锈钢是铁、铬 (Cr)、镍 (Ni) 的合金,常用来制造医疗器械、餐具等。通过实验得知,铬和镍两种金属都能与稀硫酸反应生成氢气,分别得到硫酸铬 (CrSO4) 和硫酸镍 (NiSO4) 溶液。请写出铬 (Cr) 与稀硫酸反应的化学方程式 。(5)铁生锈的主要过程为FeO2,H2O−−−−−→①Fe(OH)2O2,H2O−−−−−→②Fe(OH)3风吹日晒−−→③Fe2O3⋅xH2O(1)写出转化①的化学方程式 。(2)转化③生成 Fe2O3⋅xH2O,则 x⩽ (x 为整数)。(6)生铁和钢都是铁和碳的合金,生铁含碳量为 2%∼4.3%,钢含碳量为 0.03%∼2%,化学兴趣小组的同学为确定某铁合金是生铁还是钢,他们取 11.5 g 铁合金样品盛放到锥形瓶中,将 100 g 稀盐酸分成 5 等份,分 5 次加入锥形瓶,每次待充分反应后记录实验数据。实验数据整理如下表所示: 次数 加盐酸前 第 1 次 第 2 次 第 3 次 第 4 次 第 5 次 加入稀盐酸的质量 (g) 0 20 20 20 20 20 锥形瓶内物质的总质量 (g) 11.5 31.4 m 71.2 91.1 111.1 查阅资料:碳不与稀盐酸反应.请回答下列问题:(1)根据质量守恒定律,该反应中生成气体的总质量为 。(2)实验数据表中 m 的值为 。(3)请通过计算确定该铁合金是生铁还是钢(在答题卡上写出计算过程,计算结果保留到 0.1%)。
对金属材料的研究,在人类发展的历史长河中起着非常重要的作用。请回答下列问题。
金属的获得。下表给出了某些金属的信息。
| 每吨金属在 2018 年 12 月的价格(元) | 地壳中的含量 (%) | |
| 铝 | 13586 | 7.73 |
| 铂 | 305000000 | 0.0000001 |
| 金 | 339000000 | 0.0000001 |
依据表中信息解释,金和铂均很昂贵的原因是 。
工业上用含铝矿石制取铝。将熔融的氧化铝通电分解,可获得铝和另一种单质。反应的化学方程式 。铝抗腐蚀性强的原因是 。
金属的锈蚀与保护。长期埋在地下的金属管线会被腐蚀。常温下,某金属管线腐蚀速率与土壤含水量的关系如右图所示。分析右图得出的结论是 。

金属的应用。同学们用图1所示装置(装置气密性良好)对暖宝宝发热过程进行探究,传感器获得图2和图3所示的实验数据。已知暖宝宝工作原理是利用铁粉生锈发热。回答下列问题:

由图2得出的结论是 。
图3气压没有明显变化的原因是 。
不锈钢是铁、铬 (Cr)、镍 (Ni) 的合金,常用来制造医疗器械、餐具等。通过实验得知,铬和镍两种金属都能与稀硫酸反应生成氢气,分别得到硫酸铬 (CrSO4) 和硫酸镍 (NiSO4) 溶液。请写出铬 (Cr) 与稀硫酸反应的化学方程式 。
铁生锈的主要过程为
FeO2,H2O−−−−−→①Fe(OH)2O2,H2O−−−−−→②Fe(OH)3风吹日晒−−→③Fe2O3⋅xH2O
写出转化①的化学方程式 。
转化③生成 Fe2O3⋅xH2O,则 x⩽ (x 为整数)。
生铁和钢都是铁和碳的合金,生铁含碳量为 2%∼4.3%,钢含碳量为 0.03%∼2%,化学兴趣小组的同学为确定某铁合金是生铁还是钢,他们取 11.5 g 铁合金样品盛放到锥形瓶中,将 100 g 稀盐酸分成 5 等份,分 5 次加入锥形瓶,每次待充分反应后记录实验数据。实验数据整理如下表所示:
| 次数 | 加盐酸前 | 第 1 次 | 第 2 次 | 第 3 次 | 第 4 次 | 第 5 次 |
| 加入稀盐酸的质量 (g) | 0 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
| 锥形瓶内物质的总质量 (g) | 11.5 | 31.4 | m | 71.2 | 91.1 | 111.1 |
查阅资料:碳不与稀盐酸反应.
请回答下列问题:
根据质量守恒定律,该反应中生成气体的总质量为 。
实验数据表中 m 的值为 。
请通过计算确定该铁合金是生铁还是钢(在答题卡上写出计算过程,计算结果保留到 0.1%)。
题目解答
答案
- (1)
- (1)金和铂在地壳中的含量均稀少
- (2)2Al2O3(熔融)通电––––––3O2↑+4Al;因为铝能和空气中的氧气反应生成氧化铝,生成的氧化铝形成一层致密的保护膜,防止铝进一步和氧气反应
- (2)常温下,在实验研究的土壤含水量范围内,随着含水量升高,腐蚀速率先增大后减小
- (3)
- (1)足量的暖宝宝原料发热过程中能消耗掉瓶中全部氧气
- (2)氧气的量减少使压强减小的趋势和瓶内气体温度升高使压强增大的趋势相等
- (4)Cr+H2SO4=CrSO4+H2↑
- (5)
- (1)2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
- (2)3
- (6)
- (1)0.4 g
- (2)51.3 g
- (3)
设该铁合金中铁的质量为 m。
Fe
+2HCl=FeCl2+
H2↑
56
2
m
0.4 g
56m=20.4 g,
m=11.2 g,
合金中碳的质量为:11.5 g−11.2 g=0.3 g,
合金中碳的质量分数为 0.3 g11.5 g×100%=2.6%,
2.6% 介于 2%∼4.3% 之间,该铁合金属于生铁。
答:该铁合金属于生铁。