题目内容

(5分)某校同学以“比较锰、铁、铜3种金属的活动性”为课题进行探究。
提供的药品:铁片、铜片、锰片、稀盐酸、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液、硫酸锰溶液。
【做出猜想】他们考虑到铁的活动性比铜强,对3种金属的活动性顺序作出如下猜想。
猜想一:锰>铁>铜;猜想二:铁>铜>锰;
猜想三:                                
【设计实验】为了验证猜想成立,同学们分成三组,分别针对一种猜想设计实验方案。
(1)第一组验证猜想一。实验方案是将锰片、铁片分别放入稀盐酸中,观察现象。
(2)第二组验证猜想二。实验方案是将锰片放入          中,观察现象。
(3)第三组验证猜想三。实验方案是(只用两个实验):                          
【实验及结论】各组通过实验和交流,确认猜想一是正确的。第一组同学的实验现象是:           
【拓展探究】随后同学们对探究金属活动性的方案设计作了进一步研究。
为了验证甲、乙、丙、丁4种金属的活动性依次减弱,某同学设计了如下方案:①把甲放入乙的化合物溶液中;②把乙放入丙的化合物溶液中;③把乙放入丁的化合溶液中;④把丁放入丙的化合物溶液中。你认为哪个实验没有必要做?请说明理由。                 
猜想三:铁>锰>铜
(2)硫酸铜溶液
(3)将铁片、铜片分别插入硫酸锰溶液中或将锰片分别插入硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液中
【实验及结论】铁片和锰片表面都有气泡产生,且锰片表面的气泡比铁片多
【拓展探究】③ 通过①②④三个实验就可以判断出甲、乙、丙、丁4种金属的活动性。

试题分析:【做出猜想】结合所给信息“铁的活动性比铜强”和数学排列,可推断出猜想三为铁>锰>铜;
【设计实验】在金属活动性顺序中,前面的金属能将后面的金属从其盐溶液中置换出来,故验证猜想二成立,只需将锰片放入硫酸铜溶液中,观察锰是否与硫酸铜反应即可能;若要验证猜想三成立,可采用“三取中”方法,将锰片分别插入硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液中或将铁片、铜片分别插入硫酸锰溶液中;
【实验及结论】若猜想一正确,活动性锰>铁,锰、铁都与酸反应,故应看到现象为铁片和锰片表面都有气泡产生,且锰片表面的气泡比铁片多;
【拓展探究】通过实验①可验证甲>乙,实验②可验证乙>丙,实验④可验证丙>丁,由此即可得知:甲>乙>丙>丁,故没必要做实验③。
点评:金属活动性顺序中,H前面的金属可与酸反应生成氢气,金属越活泼生成氢气的速率越快;前面的金属能将后面的金属从其盐溶液中置换出来。
练习册系列答案
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(8分)氢化钙(CaH2)是一种储氢材料,是登山运动员常用的能源提供剂。甲、乙两位同学选用如下装置,用氢气与金属钙加热制备氢化钙。实验结束后,两位同学对硬质玻璃管中的固体进行如下探究:

【提出问题】硬质玻璃管中的Ca是否完全转化为CaH2?
【查阅资料】
① 金属钙活动性很强,遇水反应生成氢氧化钙,同时产生一种气体;
② 氢化钙要密封保存,遇水反应放出氢气。
【猜想与实验】
1、固体为Ca和CaH2
2、固体为CaH2
甲同学的探究活动如下:
实验操作
实验现象
实验结论及解释
① 取少量硬质玻璃管中的固体于试管中,滴入少量的水,收集产生的气体,并用燃着的木条点燃
                 
 
                 
有氢气生成
② 继续向溶液中滴加酚酞
呈红色
生成          (填化学式)
甲同学的结论:猜想1正确,固体为Ca和CaH2
【实验反思】
乙同学认为由以上探究活动还不能得出猜想1正确,理由是                   。请你帮助乙设计实验,写出主要的实验步骤、现象和相应的结论:
                                                                      
                                                                      
                                                                      
                                                                      
【反思讨论】
(1)写出CaH2与水反应的化学方程式        
(2)登山运动员常用氢化钙固体作能源提供剂,与氢气相比,其优点是        
(3)制备CaH2装置中,玻璃管a的作用是        
(8分)小明在学习金属活动性顺序时,对阅读资料上“活动性较强的金属一般可以将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来”这句话产生了好奇。为什么用“一般”这个词呢?难道还有例外吗?
[查阅资料]
①在实验室中,金属钠保存在煤油中。钠的化学性质活泼,常温下与氧气反应,也可以与水反应并放出氢气。
②含有铜元素的碱及盐的水溶液一般显蓝色。
[实验与分析]
①用镊子从煤油中取出金属钠,放在滤纸上,用小刀切下一小块,投入蒸馏水中(右图),发现钠立刻熔化成银白色小球,在水面上游动;在反应后的溶液中滴入酚酞,溶液变成红色。

②若向硫酸铜水溶液中,投入一小块钠,会有蓝色沉淀[Cu(OH)2]产生,但没有红色物质析出。
⑴金属钠保存在煤油中的原因是________。
⑵从实验①中,你能得出金属钠的物理性质有(任写两条)__________, _________。
⑶写出钠与水反应的化学方程式___________。
⑷将金属钠放到硫酸铜溶液中有蓝色沉淀产生的原因是___________。
[得出结论]
活动性较强的金属不一定都能够将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
[知识拓展]
⑸查阅资料可知:在金属活动性顺序里,位于氢后面的金属Cu,在常温下虽然不能与稀盐酸、稀硫酸反应,但可以与无色硝酸溶液反应,其化学方程式为Cu + 4HNO3(浓)=Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑ +2H2O。反应生成的NO2是红棕色、有刺激性气味的有毒气体。
可用右图所示装置进行实验,请回答:

①打开弹簧夹,用注射器慢慢抽取干燥管内的气体,浓硝酸沿着干燥 管慢慢上升,直到硝酸与铜片接触,停止抽拉注射器,关闭弹簧夹,观察干燥管内的现象是       
②上述实验完成后,须用足量NaOH溶液将气体吸收,其目的是      
(7分) 工业用碳酸钠溶液与石灰水反应制烧碱。对于碳酸钠溶液与石灰水是否恰好完全反应,化学小组同学将其产物进行过滤,并对滤液进行如下探究。
提出假设:假设一:滤液中只含氢氧化钠      
假设二:滤液中含氢氧化钠和氢氧化钙
假设三:滤液中含氢氧化钠和碳酸钠
假设四:滤液中含氢氧化钠、氢氧化钙和碳酸钠
甲同学设计了如下实验方案:已知:Na2CO3 + CaCl2= 2NaCl+CaCO3↓(白色)
实验步骤
实验现象
结论
取少量滤液放在试管中,再滴入氯化钙溶液
若生成白色沉淀
碳酸钠过量
若无明显现象
恰好反应
试回答:
(1)写出碳酸钠溶液与石灰水反应的化学方程式      
(2)哪种假设不合理,试说明理由      
(3)乙同学认为甲同学设计方案还不能说明碳酸钠溶液和澄清石灰水恰好完全反应,她的理由是      
(4)丙同学认为要说明碳酸钠溶液与石灰水是否恰好完全反应,还需在甲同学实验方案的基础上进行实验。她的实验方案是:      
实验步骤
实验现象和结论
 
 
 
(5)取18.6g氢氧化钠样品(样品中的杂质是碳酸钠),加水溶解得到溶液A,取A溶液的1/10向其中逐滴加入一定浓度的稀盐酸,并同时记录放出CO2的质量和消耗盐酸的质量(所得数据如右图)。试计算:

①盐酸中溶质的质量分数为        
②样品中碳元素的质量分数为        

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