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10. (2024·湖北武汉模拟)黄铜(铜锌合金)长期使用会锈蚀,铜锈的主要成分为 Cu₂(OH)₂CO₃,回收废黄铜有用成分,调配锌铜比例,可以铸造新的黄铜,变废为宝,其工艺流程如下图所示。已知铜锈与稀硫酸反应的化学方程式为 Cu₂(OH)₂CO₃+2H₂SO₄ = 2CuSO₄+3H₂O+CO₂↑;铜锈中的杂质与稀硫酸不反应。

(1)操作 1、2、3 相同,需要的玻璃仪器除漏斗、烧杯外,还需要 ________(填仪器名称)。
(2)写出加入过量锌时发生反应的化学方程式:____________________(写出一个即可)。
(3)“系列处理 2”后获得锌的质量 _______(填“>”“<”或“=”)原废黄铜中锌的质量。
(4)将一定质量的新黄铜样品与足量的稀硫酸充分反应后过滤,将滤渣在氧气流中充分加热,加热后固体的质量等于原混合物的质量,则新黄铜中锌的质量分数为 ________。
(1)操作 1、2、3 相同,需要的玻璃仪器除漏斗、烧杯外,还需要 ________(填仪器名称)。
(2)写出加入过量锌时发生反应的化学方程式:____________________(写出一个即可)。
(3)“系列处理 2”后获得锌的质量 _______(填“>”“<”或“=”)原废黄铜中锌的质量。
(4)将一定质量的新黄铜样品与足量的稀硫酸充分反应后过滤,将滤渣在氧气流中充分加热,加热后固体的质量等于原混合物的质量,则新黄铜中锌的质量分数为 ________。
答案:
(1)玻璃棒 (2)Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑(或Zn + CuSO₄ = ZnSO₄ + Cu) (3)> (4)20%
【解析】(4)将滤渣在氧气流中充分加热所得产物的质量恰好等于原混合物的质量,说明锌的质量和与铜反应的氧气质量相等,铜与氧气反应的化学方程式及其质量关系如下:
2Cu + O₂ △ 2CuO
128 32
则新黄铜中锌的质量分数为32/(128 + 32)×100% = 20%。
11. (新素养 科学探究与实践)金属是生活、生产中应用广泛的一类材料。
(1)将铁粉和铜粉的混合物放入硝酸银溶液中,充分反应后,过滤,为确定滤渣和滤液的成分,甲同学向滤渣中滴加稀盐酸,无气泡产生;乙同学向滤液中滴加稀盐酸,产生白色沉淀(氯化银呈白色,难溶于水)。根据两位同学实验的现象,分析下列结论不正确的是 ________(填字母)。
A. 滤渣中只含有银 B. 滤渣中一定含有银,可能含有铜
C. 滤液中一定含有 Ag⁺、Fe²⁺和 Cu²⁺ D. 滤液中只含有 Ag⁺和 Fe²⁺,不含 Cu²⁺
(2)为了探究 Fe、Cu、Ag、R(R 为未知金属)四种金属的活动性顺序,进行如下实验:如图甲所示,将四根金属丝同时插入盛有溶液的烧杯中,观察到Ⅰ中铁丝表面出现气泡,Ⅱ中铁丝表面有红色物质生成;如图乙所示,一段时间后,将烧杯中铁丝替换为 R 丝进行实验,观察到Ⅰ中 R 丝表面出现气泡,Ⅱ中 R 丝表面无明显现象。“○”“●”为相应金属丝插入烧杯前,烧杯中溶液内存在的阳离子。

① 图乙所示的Ⅱ中存在的阳离子是 _______
。
② Fe、Cu、Ag、R 四种金属的活动性由强到弱的顺序为 ________________(用元素符号表示)。
(1)将铁粉和铜粉的混合物放入硝酸银溶液中,充分反应后,过滤,为确定滤渣和滤液的成分,甲同学向滤渣中滴加稀盐酸,无气泡产生;乙同学向滤液中滴加稀盐酸,产生白色沉淀(氯化银呈白色,难溶于水)。根据两位同学实验的现象,分析下列结论不正确的是 ________(填字母)。
A. 滤渣中只含有银 B. 滤渣中一定含有银,可能含有铜
C. 滤液中一定含有 Ag⁺、Fe²⁺和 Cu²⁺ D. 滤液中只含有 Ag⁺和 Fe²⁺,不含 Cu²⁺
(2)为了探究 Fe、Cu、Ag、R(R 为未知金属)四种金属的活动性顺序,进行如下实验:如图甲所示,将四根金属丝同时插入盛有溶液的烧杯中,观察到Ⅰ中铁丝表面出现气泡,Ⅱ中铁丝表面有红色物质生成;如图乙所示,一段时间后,将烧杯中铁丝替换为 R 丝进行实验,观察到Ⅰ中 R 丝表面出现气泡,Ⅱ中 R 丝表面无明显现象。“○”“●”为相应金属丝插入烧杯前,烧杯中溶液内存在的阳离子。
① 图乙所示的Ⅱ中存在的阳离子是 _______
② Fe、Cu、Ag、R 四种金属的活动性由强到弱的顺序为 ________________(用元素符号表示)。
答案:
(1)BD (2)①● ②Fe>R>Cu>Ag
【解析】(1)铁、铜、银的金属活动性顺序:铁>铜>银,将铁粉和铜粉的混合物放入硝酸银溶液中,铁先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,当铁粉完全反应后,铜再与硝酸银反应生成硝酸铜和银,充分反应后,过滤,甲同学向滤渣中滴加稀盐酸,无气泡产生,说明滤渣中不含铁;乙同学向滤液中滴加稀盐酸,产生白色沉淀,说明溶液中还含有硝酸银,则铁粉和铜粉都完全反应。由分析可知,滤渣中只含有银,故A正确;由于硝酸银有剩余,滤渣中不可能含有铜,故B错误;由上述分析可知,滤液中一定含有Ag⁺、Fe²⁺和Cu²⁺,故C正确、D错误。(2)①铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜。若将铁丝替换为R丝进行实验,观察到Ⅰ中R丝表面出现气泡,说明在金属活动性顺序中,R位于氢的前面,Ⅱ中无明显现象,说明Ⅱ中的金属化合物是硫酸亚铁,不含硫酸铜,所以Ⅱ中存在的阳离子是亚铁离子,应是●。②Ⅰ中铁丝表面出现气泡,而铜丝表面没有,说明在金属活动性顺序中,铁位于氢的前面,铜位于氢的后面;Ⅱ中铁丝表面有红色物质生成,而银丝表面没有,说明铁的金属活动性比铜的强,铜的金属活动性比银的强;一段时间后,将烧杯中的铁丝替换为R丝进行实验,Ⅰ中出现气泡,说明在金属活动性顺序中,R位于氢的前面;Ⅱ中无明显现象,说明Ⅱ中的硫酸铜已完全反应,溶液中含有的金属化合物为硫酸亚铁,R的金属活动性比铁的弱,可得出Fe、Cu、Ag、R的金属活动性:Fe>R>Cu>Ag。
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