题目内容
【题目】央视《是真的吗?》栏目中有一段视频:将“锡纸”剪成一段两头宽中间窄的纸条,然后两头分别连接电池的正负极,观察到“锡纸”立即燃烧。据此,某实验小组同学取某种“锡纸”进行了以下探究。
(1)“锡纸”燃烧的原因:“锡纸”两端接入电池两极后造成短路致使“锡纸”燃烧,从燃烧的条件分析:开始“锡纸”不燃烧,但短路后却能燃烧的原因是 。
(2)探究“锡纸”中金属的成分:“锡纸”中的金属是锡吗?
【查阅资料】①“锡纸”是锡箔或铝箔和纸粘合而成;②锌粉是一种深灰色固体;
③ 锡(Sn)与酸或盐溶液反应生成+2价的锡盐。
【提出猜想】猜想Ⅰ:“锡纸”中的金属是锡; 猜想Ⅱ:“锡纸”中的金属是铝。
【进行实验】设计方案并进行实验。
实验操作 | 实验现象 | 实验分析与结论 |
取打磨后的“锡纸”片放入试管中,滴加氯化锌溶液 | “锡纸”表面有深灰色固体析出 | 根据实验现象,结合金属活动性顺序可知猜想 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)成立;反应的化学方程式为: 。 |
【交流讨论】①实验中打磨“锡纸”的目的是 ;
②下列物质的溶液不可以替代氯化锌溶液完成上述实验的是 (填序号)。
A.氯化铜 B.硝酸银 C.硫酸钠 D.硫酸亚铁
【反思应用】
电器短路会引起火灾,我们要严加防范。如果电器着火应该采取的灭火方法是: 。
【探究拓展】该小组为了测定镁铜合金中镁的质量分数,取出3g合金样品,将60g稀硫酸分为6等份依次加入样品中,充分反应后过滤、洗涤、干燥、称重,得到的实验数据如下:
稀硫酸用量 | 第1份 | 第2份 | 第3份 | 第4份 | 第5份 | 第6份 |
剩余固体质量 | m | 2.0g | 1.5g | 1.0g | 0.6g | 0.6g |
(3)表格中,m= 。
(4)合金样品中镁的质量= 。
(5)计算所用稀硫酸中H2SO4的质量分数。(要求写出计算过程,下同)
(6)计算当加入第4份硫酸溶液且充分反应后所得溶液中溶质的质量分数。
【答案】(1)温度达到了着火点;(2)Ⅱ;2Al+3ZnCl2=3Zn+2AlCl3;除去表面的氧化物;ABC;先切断电源,然后用干粉灭火器扑灭或者用沙土盖灭;(3)2.5g;(4)2.4g;(5)20.4% ;(6)23.9%
【解析】探究一:“锡纸”与氧气接触,但是开始“锡纸”不燃烧而短路后却能燃烧的原因是短路时,温度升高,温度达到了“锡纸”的着火点;
探究二:【进行实验】铝比锌活泼,而锡不如锌活泼,所以打磨后的“锡纸”片放入试管中,滴加氯化锌溶液.若有深灰色固体析出则为铝,若没有深灰色固体析出则为锡;铝与氯化锌反应生成锌和氯化铝;故答案为:Ⅱ成立;反应的化学方程式为 2Al+3ZnCl2=3Zn+2AlCl3;
【交流讨论】(1)实验中打磨“锡纸”的目的是除去表面的氧化物;
(2)选择的盐溶液中的金属元素应介于铝和锡之间,铜和银均排在锡的后面,钠排在铝的前面,而铁介于二者之间,硫酸亚铁满足条件,故答案为ABC;
【反思应用】
因水能导电,则如果电器着火应采取的灭火方法是先切断电源,然后用干粉灭火器扑灭或者用沙土盖灭;
【探究拓展】
(3)第2和3实验对比中可知,每10g稀硫酸能与0.5g镁反应,可知第一次剩余固体为3g-0.5g=2.5g;
(4)由最后剩余0.6g固体可知,镁的质量为3g-0.6g=2.4g;
(5)根据每10g稀硫酸能与0.5g镁反应,设10g硫酸中溶质的质量为x,
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
24 98
0.5gx
,解得:x=2.04g
则稀硫酸中溶质的质量分数为×100%=20.4%;
(6)设加入第四份硫酸后生成的MgSO4质量为y、生成的氢气为z,
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
24 120 2
2g y z
,解得:y=10g、z=0.17g;
充分反应后所得溶液中溶质的质量分数为×100%=23.9%。