小李和小高同学用一瓶久置的氢氧化钠溶液和稀硫酸做中和反应的实-优题课

(9分)某化学兴趣小组的同学将一枚洁净的铁钉放入食盐水中(如图，装置气密性良好)，一段时间后，进行观察。请你一起参与分析，并完成后续实验设计。

【观察现象】①装置中右侧导管中的液面升高。
②铁钉生锈，试管底部有黑色固体物质。
【提出问题】导管中液体为何升高？黑色固体物质又是什么？
【理论分析】小组同学根据已学过的知识分析得知，液面上升的原因是_______________。
【猜想与假设】小组中的小明同学猜测该黑色固体可能含有：①________，②Fe₂O₃，③FeCl₃，④C四种物质。
【分析与验证】小组同学根据小明的四种猜测做了以下分析：
(1)小红同学认为不可能含有氯化铁，该结论得到小组同学的认可，理由是_______________。
(2)小强同学想证明是否含有碳，他设计了下列方案并进行实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
用试管取少量黑色固体，滴加足量稀盐酸一定含有碳

(3)小组同学不能确定是否含有铁，请你帮他们设计方案进行确认：

实验步骤	实验现象	实验结论
你选用的试剂是：________

【知识链接】相信你一定在家中做过铁钉分别在水以及食盐水中生锈的实验，你的结论之一是铁钉在________(填“水”或“食盐水”)中生锈快。
【反思】防止铁制品生锈的方法是________________(写一种)。

铁、铝、铜是常见的三种金属。同学们发现生活中的铝和铜制品表面一般不用防锈，而铁制品一般需要做防锈处理。
【提出问题】这是不是因为铁、铝、铜三种金属中铁的活动性最强呢？
【实验探究】同学们对这三种金属的活动性顺序展开了探究，请你参与探究并填写空格。
将粗细相同的铁丝、铝丝、铜丝分别插入体积相同、溶质质量分数也相同的稀盐酸中：

操作				根据现象得出金属活动性顺序
片刻后现象	有少量气泡	无气泡	无气泡	Fe＞Al，Fe＞Cu
几分钟后现象	有少量气泡	有大量气泡	无气泡

【讨论交流】为什么同一个实验得出了两种结论呢？同学们带着这个疑问查阅了相关资料，明白了铝丝在稀盐酸中短时间内无气泡，是因为铝表面致密的氧化膜会先与盐酸反应。
【反思评价】做金属性质实验时需将金属进行打磨，打磨的目的是
。
【实验验证】为了进一步确认铁、铝、铜这三种金属的活动性顺序，同学们又将两根粗细相同的、打磨过的铁丝分别插入硫酸铝溶液、硫酸铜溶液中：

操作			根据现象得出金属活动性顺序
现象	无明显现象		Al＞Fe＞Cu

写出铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式。
【拓展迁移】（1）若只有一支盛有少量稀盐酸的试管，只需合理安排金属丝的插入顺序（能与盐酸反应的要一次将盐酸消耗完），也能证明铁、铝、铜这三种金属的活动性顺序。金属丝的插入顺序为。
（2）金属被人类大规模开发利用的大致年限也与金属活动性顺序有关，请写出铁、铝、铜三种金属材料被人类利用的先后顺序。

同学们对 $C O_{2}$ 是否支持常见金属的燃烧进行了如下探究活动:
【活动一】探究 $C O_{2}$ 是否支持实验室常见金属镁的燃烧
实验①:将燃着的镁条插入充满 $C O_{2}$ 的集气瓶中,发现镁条仍在燃烧.观察生成物,除白色物质外,还有黑色物质.
（1）镁在 $C O_{2}$ 中反应的化学方程式为.

（2）实验①的结论是,由该结论可知(写"能"或"不能")用 $C O_{2}$ 灭火器扑灭活泼金属的火灾.
（3）通过实验①你对燃烧条件的新认识是.

【活动二】探究 $C O_{2}$ 是否支持生活中常见金属铁的燃烧
实验②:将弯成螺旋状的细铁丝系上一支火柴,点燃火柴后立即将铁丝插入装有 $C O_{2}$ 的集气瓶中,发现铁丝未燃烧.
某同学提出:如果实验②中细铁丝未得到充分加热,将对判断" $C O_{2}$ 是否支持铁的燃烧"造成干扰.他依据什么认为实验②中细铁丝未得到充分加热 $？$ 请你帮助他设计对比实验,排除干扰因素,证明 $C O_{2}$ 是否支持铁的燃烧.

实验方法	可能观察到的现象和结论
	如果铁丝在装 $O_{2}$ 和装 $C O_{2}$ 的集气瓶中都燃烧,证明 $C O_{2}$ 支持铁的燃烧
如果铁丝在装 $O_{2}$ 的集气瓶中燃烧,在装 $C O_{2}$ 的集气瓶中逐渐冷却,证明 $C O_{2}$ $O_{2}$ 不支持铁的燃烧

科学探究是奇妙的过程，请你一起参与实验探究，并填写下列空白：
(1)[提出问题]小松同学用“双氧水”(过氧化氢溶液)清洗伤口时，不小心将过氧化氢溶液滴到水泥地板上，发现有大量气泡产生。小松联想到自己曾经用二氧化锰做过氧化氢分解的催化剂，他想，水泥块能否也可作过氧化氢分解的催化剂呢?于是他到附近建筑工地取回一些小水泥块，并用蒸馏水浸泡、冲洗、干燥，并进行以下探究。
(2)[猜想]水泥块能作过氧化氢分解的催化剂。
(3)[实验验证]

	实验步骤	实验现象	实验结论
实验一		木条不复燃	常温下过氧化氢溶液不分解
实验二	在装有过氧化氢溶液的试管中加入水泥块，然后将带火星的木条伸入试管中	木条复燃

(4)[结论]水泥块能加快过氧化氢的分解速率，故水泥块能作过氧化氢分解的催化剂。
(5)[讨论与反思]小芳认为：仅凭上述两个实验还不能证明水泥块为过氧化氢分解的催化剂，她觉得需要增加一个探究实验：探究
[实验步骤]①准确称量水泥块的质量；②完成实验二；③待反应结束，将实验二试管里的物质进行过滤，洗涤，，；
④对比反应前后水泥块质量。
[分析]如果水泥块反应前后质量不变，则说明水泥块可以作过氧化氢分解的催化剂。
(6)但小华认为，要证明小松的猜想，小芳的补充实验还是不足够，还需要再补充一个探究实验：探究。

某兴趣小组在学习碱的化学性质时，进行了如图所示的实验。

甲乙丙
(1)写出甲实验中盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式。
(2)乙实验中滴加氢氧化钠溶液后，可观察到的现象是。
(3)丙实验中观察到试管内有白色沉淀产生。
(4)实验结束后，同学们将甲、乙、丙三个实验的废液倒人同一个子净的废液缸中，最终看到废液浑浊并呈红色，由此产生疑问。
【提出问题】废液中含有哪些物质?
【交流讨论】①一定含有的物质：碳酸钙、指示剂、水和。
②还含有能使废液呈碱性的物质。能使废液呈碱性的物质是什么?同学们有如下猜想。
小兰认为：只有碳酸钠
小刚认为：只有氢氧化钙
小亮认为：是氢氧化钠和碳酸钠
你认为还可能是。(写一种猜想)
【实验设计】小斌想用氯化钙溶液来验证小兰、小刚、小亮的猜想。查阅资料获悉氯化钙溶液呈中性，并设计如下实验。请你将小斌的实验设计补充完整。

实验内容	预计现象	预计结论
取少量废液缸中上层清液于试管中，加入过量氯化钙溶液，静置。	①有白色沉淀，溶液呈红色。	的猜想正确。
②	的猜想正确。
③	的猜想正确。

【反思拓展】在分析化学反应后所得物质的成分时，除了考虑生成物外还需考虑
。

实验步骤	实验现象	实验结论
①取少量上述氢氧化钠溶液于试管中，然后滴加过量氯化钡溶液，充分反应后过滤。		猜想二成立
②向所得溶液液中滴加几滴酚酞试液。