Question

在構(gòu)成宇宙萬(wàn)物的一百多種元素中，金屬約占了80%，它們?cè)诂F(xiàn)代工業(yè)和新材料、新技術(shù)研究中具有至關(guān)重要的意義．現(xiàn)有a、b、c、d四種金屬元素，a是人體內(nèi)含量最多的金屬元素，b是地殼中含量最多的金屬元素，c是海水中含量最多的金屬元素，d是人類冶煉最多的金屬元素．
（1）元素a在元素周期表中的位置為

 

；a原子的核外能量不同的電子有

 

種．
（2）下列可以證明b、c金屬性強(qiáng)弱的是

 

．
A．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的溶解性：b＜c
B．單質(zhì)與水反應(yīng)的劇烈程度：b＜c
C．相同條件下，氯化物水溶液的pH值：b＜c
D．c可以從b的氯化物水溶液中置換出b
（3）人類冶煉d的時(shí)候一般得到的是d的合金，潮濕環(huán)境中其表面會(huì)產(chǎn)生一層水膜，從而發(fā)生腐蝕．下列關(guān)于該腐蝕的說(shuō)法正確的是

 

．
A．腐蝕過(guò)程中，一定會(huì)有氣體放出         
B．腐蝕過(guò)程中，d被氧化
C．在酸性條件下，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：2H⁺+2e→H₂
D．與電源的負(fù)極相連，可以防止發(fā)生這種腐蝕
（4）d單質(zhì)在高溫下會(huì)與水蒸氣反應(yīng)生成一種黑色固體和一種易燃性氣體，且每生成1mol該易燃?xì)怏w放出37.68kJ熱量，請(qǐng)寫出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：金屬在元素周期表中的位置及其性質(zhì)遞變的規(guī)律,金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)

專題：元素周期律與元素周期表專題,電化學(xué)專題

分析：a、b、c、d四種金屬元素，a是人體內(nèi)含量最多的金屬元素，則為Ca；b是地殼中含量最多的金屬元素，b為Al；c是海水中含量最多的金屬元素，c為Na；d是人類冶煉最多的金屬元素，為Fe，
（1）根據(jù)Ca的電子層數(shù)和最外層電子數(shù)判斷在周期表中的位置；根據(jù)電子排布判斷電子的能量；
（2）A、金屬元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的堿性越強(qiáng)，則金屬性越強(qiáng)；
B、金屬元素的單質(zhì)與水或酸反應(yīng)越劇烈，則金屬性越強(qiáng)；
C、鹽的水解程度越大，則對(duì)應(yīng)的堿的堿性越弱；
D、活潑金屬能將不活潑金屬?gòu)钠潲}中置換出來(lái)；
（3）A．Fe發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，沒(méi)有氣體放出；
B．Fe的腐蝕過(guò)程中，F(xiàn)e失電子被氧化；
C．在酸性條件下，負(fù)極為Fe失電子生成亞鐵離子；
D．與電源的負(fù)極相連，作陰極被保護(hù)；
（4）Fe與水蒸氣在高溫下生成氫氣和四氧化三鐵，反應(yīng)方程式為3Fe（s）+4H₂O（g）→Fe₃O₄（s）+4H₂（g），根據(jù)生成1mol氫氣放出的熱量求反應(yīng)熱，再寫出熱化學(xué)方程式．

解答： 解：a、b、c、d四種金屬元素，a是人體內(nèi)含量最多的金屬元素，則為Ca；b是地殼中含量最多的金屬元素，b為Al；c是海水中含量最多的金屬元素，c為Na；d是人類冶煉最多的金屬元素，為Fe，
（1）a為Ca，原子序數(shù)為20，原子結(jié)構(gòu)中有4個(gè)電子層、最外層電子數(shù)為2，則位于元素周期表中第四周期ⅡA族，a原子的核外能量不同的電子有1s、2s、2p、3s、3p、4s共6種；
故答案為：第四周期第ⅡA族；6；
（2）A、金屬元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的堿性越強(qiáng)，則失電子能力越強(qiáng)，金屬性越強(qiáng)，與最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的溶解性無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；
B、金屬元素的單質(zhì)與水或酸反應(yīng)置換出氫氣越容易，則失電子能力越強(qiáng)，單質(zhì)與水反應(yīng)的劇烈程度：b＜c，則金屬性：b＜c，故B正確；
C、鹽溶液的PH越小，鹽的水解程度越大，則對(duì)應(yīng)的堿的堿性越弱，其金屬元素的金屬性越弱，相同條件下，氯化物水溶液的pH值：b＜c，則金屬性b＜c，故C正確；
D、活潑金屬能將不活潑金屬?gòu)钠潲}中置換出來(lái)，但是，Na與水能反應(yīng)，Na不與溶液中的金屬離子反應(yīng)，所以c不可以從b的氯化物水溶液中置換出b，故D錯(cuò)誤．
故答案為：BC；
（3）A．Fe發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，沒(méi)有氣體放出，鐵發(fā)生析氫腐蝕是有氫氣生成，故A錯(cuò)誤；
B．Fe的腐蝕過(guò)程中，形成原電池，F(xiàn)e作負(fù)極失電子被氧化，故B正確；
C．在酸性條件下，負(fù)極為Fe失電子生成亞鐵離子，則負(fù)極電極反應(yīng)式為：Fe-2e^-→Fe²⁺，故C錯(cuò)誤；
D．與電源的負(fù)極相連，作陰極被保護(hù)，則Fe作陰極被保護(hù)，故D正確；
故答案為：BD；
（4）根據(jù)d單質(zhì)在高溫下會(huì)與水蒸氣反應(yīng)生成一種黑色固體和一種易燃性氣體，且每生成1mol該易燃?xì)怏w放出37.68kJ熱量，寫反應(yīng)的熱化學(xué)方程式時(shí)注意標(biāo)出物質(zhì)的聚集狀態(tài)，故熱化學(xué)方程式為：3Fe（s）+4H₂O（g）→Fe₃O₄（s）+4H₂（g）△H=-150.72kJ/mol
故答案為：3Fe（s）+4H₂O（g）→Fe₃O₄（s）+4H₂（g）△H=-150.72kJ/mol．

點(diǎn)評(píng)：本題考查元素周期表的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用、金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)、熱化學(xué)方程式的書寫，題目涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，題目綜合性較強(qiáng)，注意把握金屬的判斷及原子結(jié)構(gòu)與元素位置的關(guān)系為解答的關(guān)鍵，注重基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用考查，題目難度中等．