已知某混合金属粉末,除铝外还含有铁、铜中的一种或两种,所含金属的量都在5%以上.请设计实验探究该粉末中铁、铜的存在.
资料在线:铝与氢氧化钠溶液反应生成溶于水的偏铝酸钠和氢气(2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑),铁和铜不与氢氧化钠溶液反应.
可供选择的实验用品:烧杯、大试管、量筒、滴管、燃烧匙、药匙、磁铁;稀硫酸、稀盐酸、NaOH溶液、氨水.
请你参与并完成以下实验探究过程:
Ⅰ.提出假设
假设1:该混合金属粉末中除铝外还含有Fe.
假设2:该混合金属粉末中除铝外还含有________________________.
假设3:该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu.
Ⅱ.设计并实施实验方案
(1)基于假设1,不用化学试剂,证明金属铁的存在的方法是________________________.
(2)基于假设2,将混合金属粉末加入足量稀盐酸中,你观察到的现象是________________________,反应的化学方程式为________________________.
(3)基于假设3,请你完成实验操作,描述实验现象.
实验 步骤 |
实验操作(说明仪器和试剂) |
实验 现象 |
结论 |
① |
|
|
仅除去铝 |
② |
|
|
证明含有铁并除去铁 |
③ |
将大试管静置,弃去上层清液,加水,多次洗涤剩余固体 |
剩余固体呈紫红色 |
证明含有铜 |
金属材料被广泛的应用于我们的生活中,不仅是因为其物理性能优良,还与它们的化学性质密切相关。下面是小明同学设计测定金属铁、铜和镁的活动性的探究实验过程和实验记录,请你一起探究。
【实验目的】测定金属铁、铜和镁的活动性强弱
【所用试剂】稀硫酸、硝酸银溶液、光亮的薄铁片、薄铜片、薄镁片
【实验过程】步骤Ⅰ 将铁片、铜片、镁片分别在空气中点燃片刻,观察燃烧现象;
步骤Ⅱ 将铁片、铜片、镁片分别放入三只盛有溶质质量分数相同、体积相同的稀硫酸的试管中;
步骤Ⅲ 将铁片、铜片、镁片分别放入三只盛有溶质质量分数相同、体积相同的硝酸银溶液的试管中。
实验现象记录表
金属 |
空气 |
稀硫酸 |
硝酸银溶液 |
铁 |
- |
||
铜 |
- |
- |
|
镁 |
【实验记录】用“”表示能观察到实验现象,用“-”表示观察不到实验现象(见表)。
(1)通过步骤Ⅰ可以得出三种金属中镁的金属活动性最强,判断依据是。
(2)运用“控制变量法”设计实验方案是化学研究的重要方法。步骤Ⅱ和步骤Ⅲ中,需要控制的实验条件除了金属的体积、溶液的体积、溶质质量分数以外,还需要控制的条件是。写出镁和稀硫酸反应的化学方程式,此反应属于。
【实验结论】金属铁、铜和镁的活动性由强到弱的顺序是(用元素符号表示)。
【反思交流】若利用上述试剂制取氢气,小明认为应该选择金属铁和稀硫酸反应,而不选择金属镁和稀硫酸反应,他的理由是。
钢铁产业是我国的支柱产业之一,选择优质炼铁原料十分重要。甲、乙两组同学对某钢铁厂所购进的赤铁矿粉中主要成分Fe2O3的含量进行测定。(假设每步反应均能完全进行,赤铁矿粉中杂质性质稳定,既不溶于水也不参与反应,浓硫酸可吸收水蒸气)
(1)甲组同学称取一定质量的赤铁矿粉,采用如图的装置进行实验。
①装置A中发生反应的化学方程式是。
②为充分吸收反应生成的CO2,装置B中应盛放的试剂是浓溶液。
③可以通过下面不同的方法计算赤铁矿粉中Fe2O3的含量:
【方法一】称量反应前后A装置的总质量,计算出Fe2O3的含量;
【方法二】称量得出反应生成的CO2的质量,计算出Fe2O3的含量。
(2)乙组同学称取等质量的赤铁矿粉放入烧杯中,向烧杯中加入过量的稀硫酸充分反应(氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水),(填一个操作名称)后立即称量。根据称量的数据计算出Fe2O3的含量。
(3)甲、乙两组同学通过相互比较后对各自的实验方案进行评价。
方案 |
优 点 |
甲组 |
|
乙组 |
某学习小组在整理化学试剂时,发现一瓶盛有白色固体的试剂瓶,标签破损(如图)。
【提出问题】该白色固体的成分是什么?
【搜集资料】①经老师回忆,该试剂的酸根离子可能是CO32-、SO32-、SO42-、
NO3-中的一种 ②SO2是一种无色有刺激性气味的气体,密度比空气大,易溶于水,能使澄清的石灰水变浑浊,也能使品红溶液褪色,而CO2不能使品红溶液褪色。
【猜想假设】该试剂一定不是,可能是Na2CO3,也可能是或。
【实验探究】
实验操作 |
现 象 |
结 论 |
取少量白色固体加入适量盐酸 |
产生气泡 |
该白色固体不可能是 |
产生的气体通入澄清石灰水 |
石灰水变浑浊 |
该白色固体不可能是 |
产生的气体通入品红溶液 |
溶液褪色 |
【获得结论】该白色固体是。
【交流反思】
(1)SO2和CO2均属于非金属氧化物,某些性质相似。请写出下列化学反应方程式:
SO2通入澄清石灰水;
SO2通入紫色石蕊试液,试液变红色。
(2)亚硫酸钠与盐酸反应能生成SO2,实验室中收集SO2的方法为,
检验SO2的试剂为。
某化学小组参观制碱厂后,绘制了该厂生产纯碱的工艺流程图如下,据图回答:
(1)流程Ⅰ是依次向粗盐水中加入Ca(OH)2和Na2CO3,二者加入的顺序能否颠倒?为什么?。
(2)用一个化学反应方程式表示出流程Ⅱ中发生的总反应。
(3)如果不将氯化铵作为目标产品,即加入氨气不是为了生产出氯化铵,那么,氨气在制碱过程中的作用是。
(4)工业生产纯碱的流程中,碳酸化时溶液中析出碳酸氢钠而没有析出氯化铵的原因是。
在初中化学中,我们学习了溶液的有关知识。如图是KNO3的溶解度曲线。
(1)从图中溶解度曲线可以得到的信息是(写一条)。
(2)小明参照图示在常温20 ℃时进行了如下实验:
小明观察到A中所加固体全部溶解,则B中的现象是。上述实验过程中属于不饱和溶液的是(填字母)。D中溶液的溶质质量分数是。