Question

金属材料在生活、生产中应用十分广泛．
（1）如图1是金属铜的一个应用实例，利用了金属铜的______性．
（2）铝制品在空气中不易锈蚀，原因是铝有“自我保护”作用，产生致密的保护膜，铝在空气中“自我保护”反应的化学方程式为______．
（3）铁制品很容易锈蚀．
①某同学设计了如图2所示的装置探究铁锈蚀的条件．a管中装入少量煮沸的蒸馏水，b管中是干燥的空气．调节L端与R端的液面高度一致，塞紧木塞．一段时间后观察．下列推断错误的是______．
A．只有a管中的铁钉会锈蚀
B．L端与R端的液面高度仍然保持一致
C．该实验不能说明铁生锈与空气有关
D．该实验说明铁的锈蚀与空气和水有关
②为了防止铁制品生锈，除了保持其清洁干燥或在其表面形成保护膜外，还可以______．
（4）若只用一种金属单质，两种盐溶液，来验证锌、铜、银三种金属活动性顺序，则验证过程中所涉及的化学方程式为______．用铝丝与硫酸铜溶液反应完成“铜树”实验时，先要除去铝丝表面的氧化膜，常用的物理方法是______，若用稀盐酸处理，当看到______现象时，表明氧化膜已被破坏．
（5）合成气（CO和H₂）可用于制备被称为21世纪新型燃料的二甲醚（CH₃OCH₃），还可用于冶炼金属，其部分生产过程示意图3如下：
①二甲醚（CH₃OCH₃）可由合成气（CO和H₂）在一定的条件下制得．反应过程中CO和H₂按分子个数比1：2进行反应，制得二甲醚时，生成的另一种物质是______．
②根据示意图中标示的物质，合成气在冶炼铁的生产过程中发生了两个重要的反应，其中不属于置换反应的化学方程式为______ 2Fe+3CO₂

Answer

（1）根据物质性质决定物质用途，由图示铜的用途判断所利用铜的性质；
（2）根据金属铝的性质，理解铝具有“自我保护”的原因，写出反应的化学方程式；
（3）根据铁生锈的反应条件，分析图示装置中两铁钉的环境，判断反应中所出现的现象；并提出除做“保护层”外还可防止生锈的做法；
（4）根根据金属活动顺序表中锌、铜、银的金属活动性强弱，利用题设条件设计验证三种金属活动性强弱的实验；根据铝的表面会形成一层保护膜，设计除去保护膜而使铝片与硫酸铜反应的方法；
（5）①根据所发生的反应，利用反应前后原子种类、数目不变，推断反应中生成物的化学式；
②分析流程图中所发生的反应，判断反应的特点，写出不属于置换反应的化学方程式．
【解析】
（1）利用铜制作导线，是应用了铜具有导电性；
（2）铝在常温下即可与空气中氧气发生反应，在其表面形成一层致密的保护膜，反应的化学方程式为4Al+3O2═2Al2O3；
（3）①图示装置中a管中装入少量煮沸的蒸馏水，则a管铁钉既接触水又接触空气；b管中是干燥的空气，则b管内铁钉只与氧气接触；根据锈蚀条件，a管内铁钉发生锈蚀而使管内气体减少，b管内铁钉没有明显变化，管内气体不变，因此可观察到：只有a管中的铁钉会锈蚀、L端液面高度高于R端的高度；实验说明：铁的锈蚀与空气和水有关；故BC的推断是错误的；
②采取在金属表面形成保护层或改变金属内部结构制成不锈钢的方法，可防止铁的锈蚀；
（4）采取“三取中”的方法，只用一种金属单质即金属铜、两种盐溶液可用硝酸银和硝酸锌溶液，验证锌、铜、银三种金属活动性顺序；验证过程中铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银，化学方程式为Cu+2Ag（NO3）3═Cu（NO3）2+2Ag；
为除去金属铝表面的氧化铝膜，可采取沙纸打磨的方法，也可利用氧化铝能与稀盐酸反应而放入盐酸中除去，当氧化铝全部除去时，可观察铝与盐酸反应放出的氢气产生气泡；
（5）①反应过程中CO和H2按分子个数比1：2进行反应，即反应前C、H、O原子个数比=1：4：1，而生成物之一的二甲醚（CH3OCH3）中C、H、O原子个数比=2：6：1，可判断反应生成的另一种物质中H、O个数比为2：1，则该生成物的化学式为H2O；
②合成气在冶炼铁的生产过程中发生了两个反应，一为氢气还原氧化铁，该反应为置换反应；一为一氧化碳还原氧化铁，该反应不属于置换反应，反应生成二氧化碳和铁，反应的化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
故答案为：
（1）导电性；
（2）4Al+3O2═2Al2O3；
（3）①BC；②制成不锈钢（或制成合金）；
（4）Cu+2Ag（NO3）3═Cu（NO3）2+2Ag；用砂纸打磨；有气泡产生；
（5）①H2O；②3CO+Fe2O32Fe+3CO2．