题目内容
【题目】镀铬金属既漂亮又耐腐蚀,为了解金属铬的相关性质同学们进行了如下探究活动。
[查阅资料]
资料1:铬是银白色有光泽的金属,在空气中表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜。
资料2:铬在发生置换反应时生成Cr2+,含有Cr2+的溶液常显蓝色。
[实验药品]铝片、铬片、铜片、稀硫酸、稀盐酸、CrSO4 溶液。
[实验过程]
(1)彬彬同学取大小相同的铝片、铬片和铜片,准备浸入到盛有相同质量分数的稀硫酸的三根试管中观察现象,三种金属片放入稀硫酸前要进行预处理是_____。
记录现象如下:
试管1 | 试管2 | 试管3 | |
实验现象 | 金属片表面产生气泡缓慢,溶液逐渐变蓝色 | 金属片表面产生气泡较快 | |
实验结论 | 三种金属的金属活动性由强到弱的顺序为_____。( 填元素符号) |
写出试管1中发生反应的化学方程式_____。
(2)明明从上面给定的实验药品中选了三种药品进行实验,也得出了上述三种金属的活动性强弱,则他选用的三种实验药品是_____,实验中发生反应的化学方程式为_____。
[学以致用]
(3)彬彬同学了解到某电镀厂废水中含有AgNO3、Cu(NO3)2 和Cr(NO3)2,为了从中回收贵重金属银和一种盐晶体,他设计如下图实验流程:
请回答:操作a加入足量的金属甲为_____,反应前固体B质量_____(填“大于”、 “小于”或“等于”)反应后固体D的质量。
[知识拓展]
(4)工业上可利用“铝热反应”来冶炼铬,其原理是在高温下用铝将铬从其氧化物(Cr2O)中置换出来。若要制得780kg铬,理论上至少需要铝的质量是多少_____?
【答案】三种金属片打磨光亮; Al>Cr>Cu 铝片、CrSO4溶液、铜片 Cr(或铬) 小于 405kg
【解析】
(1)三种金属片放入稀硫酸前要进行预处理是除去保护膜和脏物;根据现象“金属片表面产生气泡缓慢,溶液逐渐变蓝色”可知试管1中的金属是铬,在金属活动性顺序中在氢的前面,在试管3中的现象是“金属片表面产生气泡较快”可知铝比铬活泼,试管2中无现象说明铜不与稀硫酸反应,金属活动性最弱,故三种金属的活动性顺序为:Al>Cr>Cu;铬和稀硫酸反应生成硫酸亚铬和氢气,化学方程式为:Cr+H2SO4=CrSO4+H2↑;
(2)如果已知三种金属的活动性顺序,用活动性位于中间的金属与另两种金属的盐溶液反应;或用活动性位于中间的金属的盐溶液与另两种金属反应,都可以验证三种金属的活动性顺序。故可选择:Al、CrSO4、Cu;Al和CrSO4反应生成Cr和Al2(SO4)3,化学方程式为:2Al+3CrSO4=3Cr+Al2(SO4)3;
(3)根据框图提供的信息可知,金属甲是铬,蓝色溶液中的溶质是CrSO4;固体B是银和铜的混合物;溶液乙是硝酸银溶液;根据化学方程式Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag可知,每64份质量的铜置换出216份质量的银,所以反应前固体B质量小于反应后固体D的质量;
(4)解:设理论上至少要铝的质量是x,
解得x=405kg
答:理论上至少要铝的质量是405kg。