题目内容

我国第四套人民币硬币中使用到镍(Ni)、铜、铁等金属.某兴趣小组决定探究Ni、Fe、Cu的金属活动性顺序.
(1)【查阅资料】
镍能与盐酸或稀硫酸反应,生成可溶于水的正二价镍盐,并放出氢气.
①写出镍与盐酸反应的化学方程式           
②结合所学知识,    (填“能”或“不能”)直接比较出Ni、Fe的金属活动性强弱.
(2)【探究实验】(所用金属片均已用砂纸打磨.)
实验步骤
实验现象
实现结论

相同浓度的NiSO4
铁片表面有固体析出,铜片表面           
三种金属活动性由强到弱的顺序为              
 
(3)【迁移应用】
用镍片、硫酸亚铁溶液和      溶液通过实验也能判断Fe、Ni、Cu的金属活动性顺序.
(1)①Ni+2HCl=NiCl2+H2↑;②不能;
(2)没有明显现象;Fe、Ni、Cu;
(3)硫酸铜溶液.

试题分析:(1)①根据查阅的资料,Ni显正二价,故与盐酸反应时生成二价镍盐,同时生成氢气,反应的方程式为:Ni+2HCl=NiCl2+H2↑;
②镍和铁都能与盐酸或稀硫酸反应,并放出氢气,因此根据二者产生气泡的速率快慢比较二者的活动性强弱;
(2)因为镍和铁都在氢的前面,故铜不能置换出镍,观察到的现象是:没有明显现象;铁可以置换出镍,因此三种金属活动性由强到弱的顺序为:Fe、Ni、Cu;
(3)金属和盐溶液发生置换反应的规律是排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来,所以利用金属和盐溶液的置换反应进行验证.
故可选择中间的金属与其它两种金属的盐溶液能否发生置换反应进行验证:在两只试管中分别放入打磨光亮的镍片,再加入硫酸亚铁溶液和硫酸铜溶液中;现象为:在硫酸亚铁溶液中的镍片没有变化,在硫酸铜溶液中的镍片表面出现红色物质;
点评:本题是对金属活动性顺序的考查,运用实验探究金属的活动性顺序,考查了实验探究的过程,注重学生运用实验分析实验能力的培养,可依据氢前边的金属会与稀硫酸、盐酸反应产生氢气,但氢后边的金属不会与稀硫酸、盐酸反应产生氢气,位于前边的金属会把后边的金属从其盐溶液中置换出来进行分析.
练习册系列答案
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草酸亚铁晶体(FeC2O4﹒2H2O)是一种浅黄色固体,难溶于水,受热易分解,是生产锂电池的原材料。某化学兴趣小组设计实验验证草酸亚铁热分解的气体产物,并用热重法(TG)确定其分解后固体产物的组成。探究过程如下:
【查阅资料】
1. 草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O、CO、CO2
2. 白色的无水CuSO4遇水蒸气会变成蓝色
【实验设计】

(1)从环保角度考虑,该套实验装置的明显缺陷是         
(2)可选择以下实验装置中的     (选填:“甲”或“乙”)作为虚线中的“热分解装置”。

【问题讨论】
(3)D中浓硫酸的作用是       ,实验过程中观察到B中白色无水CuSO4变成蓝色,C中澄清石灰水变浑浊,E中           (填实验现象),则可证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O、CO2、CO。
(4)该兴趣小组进行上述实验时,先点燃热分解装置中的酒精灯,一段时间后再点燃E处的酒精灯,原因是                                             
(5)若通过F装置中澄清石灰水变浑浊来证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物中有CO,则需在C和D装置之间增加盛有     (填物质的名称或化学式)溶液的洗气瓶。
【数据分析】
(6)称取3.60g草酸亚铁晶体(FeC2O4﹒2H2O,相对分子质量180)用热重法对其进行热分解,得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如下图所示,请分析该图回答下列问题:

①过程Ⅰ发生反应的化学方程式为                               
②3000℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物,试通过计算确定该氧化物的化学式或名称         。(请写出计算过程)
小亮同学想通过实验探究某企业采用的氨碱法制的的纯碱样品的成分及含量。
【提出问题】该纯碱样品中含有哪些物质?
【猜想与假设】通过分析,小亮做出如下假设:
(1)只含有Na2CO3 ;     (2)含有Na2CO3和NaHCO3
【查阅资料】
 
NaHCO3
Na2CO3
加入稀盐酸
现象Ⅰ
产生气泡
加入饱和石灰水
溶液变浑浊
现象Ⅱ
加入CaCl2溶液
无明显现象
溶液变浑浊
加热溶液至沸腾,将气体通入澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
澄清石灰水无明显变化
 
(1)表中的现象Ⅰ为                                   
(2)现象Ⅱ对应的化学方程式为                                                         
【实验探究】为了确定纯碱样品的成分,小亮设计如下实验方案,请你一起完成小列实验报告。
实验步骤
实验现象
 
①取少量样品溶于水,加入过量的CaCl2溶液。
                                    
该反应的方程式:  
                                      
②将上述反应后的混合液过滤,取滤液                        
                                    
证明猜想②成立。
 
【实验反思】
实验步骤①中,氯化钙溶液过量的目的是                                    
【提出问题2】如何测量该纯碱样品中各物质的含量?
(1)为测量该纯碱样品各成分的含量,小亮设计了下图装置,通过称量B装置懂得质量变化来确定样品中各成分的含量。该装置气密性良好,稀硫酸与样品、进入装置B的CO2与NaOH均完全反应,操作无误,但多次实验发现,测定结果有偏差。造成偏差的原因有
                                                                           
                                                                           
(2)小亮在老师的指导下重新设计了如下的实验装置。该实验有以下操作步骤:

①检查装置气密性,将w g 干燥的样品放入锥形瓶中;
②称量盛有氢氧化钠浓溶液的B瓶质量;
③打开活塞b,从导管a处缓缓鼓入一定量的空气,关闭活塞b;
④向锥形瓶中逐滴加入稀硫酸至不再产生气泡
⑤再次称量盛有氢氧化钠浓溶液的B瓶质量;
⑥打开活塞b,从导管a处缓缓鼓入一定量的空气,关闭活塞b;
⑦根据B瓶增加的质量,计算样品中各成分的含量。
该实验的正确步骤是                                            
有一种神奇的蜡烛,点燃后任你怎么吹也吹不灭,而且看上去和普通的蜡烛一模一样,那么到底是什么玄机能让蜡烛持续燃烧?请你一起参与探究。
【查阅资料】普通蜡烛由石蜡和蜡烛芯制成的,而吹不灭的蜡烛是在蜡烛芯上包裹一层打火石的粉末。打火石是由某种金属掺入少量稀土元素制成的合金,它的着火点只有150℃。当蜡烛燃烧时,金属并不燃烧;但当蜡烛吹灭后,未冷却的金属接触到氧气就发生燃烧,从而使蜡烛复燃。
【探究与反思】
打火石是             (填“混合物”或“纯净物”),这种蜡烛燃烧时,蜡烛芯里的金属为什么不燃烧?                                      ,这种蜡烛也可以熄灭,你采用的方法是                                     
【实验探究】吹不灭的蜡烛芯内的金属可能是镁、铝、铁或铜中的一种,为确定该金属的成分,请你继续探究并完成下列有关问题:(注:不考虑打火石中稀土元素对探究金属性质的影响) 
实验
操作步骤
现象
结论
1
切开蜡烛,取出打火石,用砂纸打磨
打火石是银白色
               
2
                             
              
该金属一定不是铁
3
取少量打磨后的打火石于试管中,滴加硫酸铜溶液。
有红色物质析出
该金属一定是镁
【分析思考】
(1)请写出“实验3”中可能涉及到的化学方程式                      
(2)有同学认为通过“实验3”中现象不能证明烛芯内的金属一定是镁,
因为                                      。
(3)针对以上实验,请你设计一个合理的实验方案来进一步验证这种金属   

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