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 |
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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 |
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【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 |
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根据现象得出金属活动性顺序 |
现象 |
无明显现象 |
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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________________。
(8分)化学小组在老师的指导下,完成了一个兴趣实验。向包有Na2O2的脱脂棉中吹气,发现脱脂棉剧烈燃烧起来。于是他们决定探究脱脂棉燃烧的原因。请你参与他们的探究。
【提出问题】脱脂棉为什么会燃烧?
【查阅资料】
1. Na2O2是一种淡黄色固体,常温下能与CO2、H2O、HCl气体等物质发生反应,不能与N2发生反应。
2. 人呼出的气体的主要成分及含量:N2:74%;O2:16%;水蒸气:6%;CO2:4%
3. CO2既不与NaHCO3反应,也不溶于饱和的NaHCO3溶液。
【猜想与假设】
1. 可能是CO2与Na2O2反应产生了O2,释放出热量。
2. 可能是H2O与Na2O2反应产生了O2,释放出热量。
3. 可能是_______与Na2O2反应产生了O2,释放出热量。
【实验验证】
实验I:验证CO2与Na2O2反应产生了O2,释放出热量。
甲小组同学用图1所示装置(部分夹持装置略去)制取并收集了一瓶CO2气体,将包有Na2O2的脱脂棉放在燃烧匙中,伸入集气瓶,观察到脱脂棉剧烈燃烧。得出结论,猜想1成立。乙小组同学认为上述实验不足以证明CO2与Na2O2反应产生了O2,理由是__________。
图 1
同学们经过讨论,对上述实验方案进行了改进,用图2所示的装置(部分夹持装置略去)进行实验验证猜想1成立。打开止水夹K,鼓入纯净、干燥的氮气一段时间后,关闭止水夹K。注入稀盐酸,观察到脱脂棉剧烈燃烧。
【解释与结论】
1.装置A中发生反应的化学方程式为________________。
2.装置B的作用是__________________。
3.装置C中盛放的药品是___________,作用是__________________。
实验II:验证H2O与Na2O2反应产生了O2,释放出热量。
请你设计一个实验方案,验证H2O与Na2O2反应产生了O2,释放出热量(写出实验步骤、现象及结论)___________。
(5分)化学小组的同学探究二氧化碳与氢氧化钠的反应,实验方案如下:
实验装置 |
实验步骤及操作 |
实验现象 |
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① 将注射器1中的溶液推入充有CO2的瓶中 |
气球鼓起 |
② 向外拉注射器2的活塞 |
无明显现象 |
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③ 将注射器3中的溶液推入瓶中 |
瓶中液体变浑浊,气球无明显变化 |
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④ 向外拉注射器2的活塞 |
无明显现象 |
(1)此实验不能证明CO2能和NaOH反应的原因是。
(2)若仍要用此装置完成实验证明CO2能和NaOH反应,则步骤③注射器3中的溶液应更换为,对应的实验现象是。
(3)步骤③注射器3中的溶液更换后,步骤④中对应的实验现象应为,发生反应的化学方程式为。
化学兴趣小组的同学对实验室一瓶没有标签的银白色金属X,展开探究活动。
【实验目的】X金属活动性顺序中的相对位置关系。
【实验探究】取形状、大小相同的X、Cu 、Zn三种金属薄片,用砂纸打磨光亮,分别放入三份等体积、等质量分数的稀硫酸溶液中,观察现象。
实验 |
X放入稀硫酸中 |
Zn放入稀硫酸中 |
Cu放入稀硫酸中 |
实验现象 |
金属X表面产生气泡缓慢 |
金属锌表面产生气泡较快 |
金属铜表面无气泡 |
【实验结论】三种金属在金属活动性顺序中的相对位置由弱到强的是。
【问题与思考】用砂纸打磨金属片的目的是。
【拓展探究】
⑴ 兴趣小组的同学将锌片放入一定量和混合溶液中,反应一段时间后,过滤,对蓝色滤液的组成进行探究。
⑵ 猜想:①滤液中的溶质为硝酸锌和硝酸铜;
②滤液中的溶质为硝酸锌、硝酸铜和硝酸银。
⑶ 请你完成下面实验,验证猜想②成立。
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
取少量的滤液于试管中,在滤液中加入。 |
猜想②成立 |
【归纳总结】锌和硝酸银溶液反应的化学方程式是。
小林同学在做探究质量守恒定律实验时,称取2.4g镁条在点燃的条件下与充足的空气反应,其反应的化学方程式为______________________________.实验完毕后,称得所得固体的质量小于4.0g.
【提出问题】固体质量为什么会小于4.0g呢?是否发生了其他反应呢?
【查阅资料】镁在空气中燃烧时,除了镁与氧气反应外,还可发生反应:
①2Mg+CO2点燃C+2MgO② 3Mg+N2点燃Mg3N2
【猜想与假设】反应后固体质量小于4.0g是由于发生反应_______(填“①”或“②”)造成的,其理由是_____________________________.
【实验探究】根据初中化学所学知识用图所示装置除去空气中的氧气得到氮气(含少量稀有气体).可燃物应选择的物质是_________(填写物质的字母代号).
A.木炭 B.红磷 C.硫粉
选择的理由是________________________________________;
将点燃的镁条伸入所制得的氮气中,镁条在氮气中剧烈燃烧.
【实验结论】2.4g镁在空气中完全反应后所得固体质量小于4.0g,是由于生成的产物是___________的混合物所致.
二十一世纪是海洋开发与利用的世纪,某市规划确立了“蓝色经济”发展战略,海洋化学资源的综合利用将是重点发展领域之一。以下是某研究性学习小组在探究海水综合利用中遇到的问题,请你参与探究:
问题一、海水制镁过程中如何富集镁离子?
甲、乙、丙三位同学各自提出自己的设想:
甲:直接往海水中加入石灰乳。
乙:高温加热蒸发海水后,加入石灰乳。
丙:向晒盐后的卤水中,加入石灰乳。
通过分析比较,你认为___________的设想最为经济合理(选填“甲”、“乙”或“丙”)。
问题二、粗盐提纯过程中如何除去可溶性杂质?
【查阅资料】
粗盐中含有硫酸钠、氯化钙等可溶性杂质。
【设计实验】
提纯时,先向粗盐水中加过量的氢氧化钡溶液,目的是_____①________;再加过量的____②______,除尽杂质阳离子;滤去沉淀,向滤液中加入__③_____,将溶液的pH调为7,即得到精盐水。
问题三、海水“制碱” 的产物成分是什么?
同学们从某企业取回少量碳酸氢钠受热完全分解后的固体样品,为确定其成分,进行
了如下探究:
【提出猜想】
甲的猜想:样品中只含有碳酸钠;
乙的猜想:样品中只含有氢氧化钠;
丙的猜想:样品中含有碳酸钠和氢氧化钠。
他们做出上述三种猜想的科学依据是________________________________。
【实验、记录与分析】
步骤 |
实验操作 |
实验现象 |
结论 |
1 |
取少量样品于试管中,加水完全 溶解,再加入________________ |
_____________________ |
乙的猜想 不成立 |
2 |
取步骤1反应后的溶液于试管中 ___________________________ |
无明显现象 |
只有甲的 猜想成立 |
【实验结论】
海水“制碱”的最终固体产物是碳酸钠。
【数据分析】
在取回的样品中加入200g7.3%的稀盐酸,恰好完全反应,请计算同学们带回了多少克固体样品?(要求有解题过程)