摘要:金属铝与硫酸的反应:
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金属材料在国防建设中起着重要的作用,如图1为歼-15飞机在辽宁舰上起飞.

(1)铝合金用于制造飞机的外壳,铝合金材质的主要优点是
(2)改装前的辽宁舰舰身锈迹斑斑,钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的
(3)为了避免轮船的钢质外壳被腐蚀,通常在轮船外壳上镶嵌比铁活动性强金属.小明为探究锌、铁、铜三种金属的活动性顺序,设计了如图2的两个实验:
①实验一中,小明以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断锌、铁的活动性强弱,有同学认为不够合理,理由是
②实验二中,若出现
(4)辽宁舰的建造耗费了大量的钢材.某兴趣小组在实验室用图3所示装置模拟炼铁的化学原理,并测定赤铁矿中氧化铁的质量分数(装置气密性良好,CO2被充分吸收,氧化铁反应完全且赤铁矿中的杂质不参加反应,称重赤铁矿样品的质量为Wg).
①装置A中生成铁的化学方程式为
②要测定该赤铁矿样品中氧化铁的质量分数,需要测量的数据是
③设计实验证明锌、铁、铜三种金属的金属活动性强弱,要求写出实验步骤、现象和结论.
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(1)铝合金用于制造飞机的外壳,铝合金材质的主要优点是
硬度大、密度小
硬度大、密度小
.(2)改装前的辽宁舰舰身锈迹斑斑,钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的
氧气与水蒸气
氧气与水蒸气
共同作用的结果.铁锈的成分主要是Fe2O3?xH2O
Fe2O3?xH2O
(填化学式).(3)为了避免轮船的钢质外壳被腐蚀,通常在轮船外壳上镶嵌比铁活动性强金属.小明为探究锌、铁、铜三种金属的活动性顺序,设计了如图2的两个实验:
①实验一中,小明以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断锌、铁的活动性强弱,有同学认为不够合理,理由是
所用酸的种类不同
所用酸的种类不同
.②实验二中,若出现
铁丝表面附着红色固体
铁丝表面附着红色固体
现象,可证明铁的活动性强于铜,该反应的化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
.(4)辽宁舰的建造耗费了大量的钢材.某兴趣小组在实验室用图3所示装置模拟炼铁的化学原理,并测定赤铁矿中氧化铁的质量分数(装置气密性良好,CO2被充分吸收,氧化铁反应完全且赤铁矿中的杂质不参加反应,称重赤铁矿样品的质量为Wg).
①装置A中生成铁的化学方程式为
3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2
| ||
3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2
,装置C的作用是
| ||
将CO燃烧防止其污染空气
将CO燃烧防止其污染空气
.②要测定该赤铁矿样品中氧化铁的质量分数,需要测量的数据是
装置A在反应前后的质量变化
装置A在反应前后的质量变化
或装置B在反应前后的质量变化
装置B在反应前后的质量变化
.③设计实验证明锌、铁、铜三种金属的金属活动性强弱,要求写出实验步骤、现象和结论.
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
分别取少量硫酸铜溶液、硫酸锌溶液于两支试管中,将铁丝分别浸入两溶液中,观察现象. 分别取少量硫酸铜溶液、硫酸锌溶液于两支试管中,将铁丝分别浸入两溶液中,观察现象. |
浸入硫酸铜溶液中的铁丝表面出现红色固体,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色;浸入硫酸锌溶液的铁丝无明显变化. 浸入硫酸铜溶液中的铁丝表面出现红色固体,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色;浸入硫酸锌溶液的铁丝无明显变化. |
金属活动性顺序: Zn>Fe>Cu 金属活动性顺序: Zn>Fe>Cu |
Ⅰ、硫酸铜的制备
(1)某学习小组同学利用铜屑、稀硫酸为原料制备硫酸铜.其原理是在高温条件下将铜粉反复灼烧,使铜充分氧化成氧化铜,再将氧化铜与稀硫酸反应制备硫酸铜,请写出相应的化学方程式
2Cu+O2
2CuO
| ||
2Cu+O2
2CuO
、
| ||
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
;(2)通过查阅资料,同学们找到了一种工业制备硫酸铜晶体(CuSO4?xH2O)的流程,具体如下:将铜丝放到稀硫酸中,控温在50℃.加入10%的H2O2,反应0.5h后,升温到60℃,持续反应1h后,过滤、蒸发、降温结晶等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4?5H2O.
①写出该工艺流程生成CuSO4的化学方程式
Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O
Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O
;②在上述生产过程中,控制温度在50℃和60℃加热的原因为
防止H2O2受热分解
防止H2O2受热分解
,③上述生产流程的优点有
耗能少
耗能少
(写出一种即可);④在过滤时,采用了右图所示的装置,你认为这样做的优点是
加快过滤的速度
加快过滤的速度
;Ⅱ、硫酸铜的应用及相关实验
(1)波尔多液是用硫酸铜和石灰乳配成的一种天蓝色、粘稠的悬浊液,其有效成分是Cu4(OH)6SO4,其中铜元素的化合价为
+2价
+2价
,该化学式可以写成盐和碱的形式CuSO4?3Cu(OH)2
CuSO4?3Cu(OH)2
,其杀菌机理可看作是Cu2+使病原菌失去活性,这说明病原菌的主体是蛋白质
蛋白质
(填一种有机物名称).(2)为验证Al的化学性质比铜活泼,小怡做了以下实验,现象如下表:
| Al片(未打磨) | Al片(打磨) | |
| CuSO4溶液 (5%,5mL) |
无变化,数小时后铝片上附有极少气泡,几乎无红色物质 | 极少气泡,附着极少红色物质,持续较长时间 |
| CuSO4溶液 (10%,5mL) |
无变化,数小时后铝片附有稍多气泡,仅有极少红色斑点 | 稍多气泡,附着极少(多于5%)红色物质,持续较长时间 |
| CuCl2溶液 (5%,5mL) |
多量气泡,迅速出现红色物质,很快溶液变成无色,且温度升高 | 更多量气泡,迅速出现红色物质,很快溶液变成无色,且温度升高 |
①铝和铜盐溶液反应速率与
铝片是否打磨
铝片是否打磨
、硫酸铜溶液的浓度
硫酸铜溶液的浓度
和不同的铜盐
不同的铜盐
有关,同时说明铜盐溶液中的Cl-能加快
加快
(填“加快”或“抑制”)反应速率,若实验室没有CuCl2溶液,则可以在CuSO4溶液中加入少许盐酸
盐酸
(填物质名称),以使实验现象更为明显;②该反应过程要
放热
放热
(填“吸热”或“放热”).经检验,产生的气体是一种能燃烧的单质,该气体是H2
H2
(填化学式);Ⅲ、硫酸铜晶体(CuSO4?xH2O)中结晶水(xH2O)含量的测定
在老师的指导下,学习小组取12.5g硫酸铜晶体(CuSO4?xH2O)进行热分解,获得相关数据,并绘制成固体质量-温度的关系如下图.
(1)在加热过程中,随着水分的蒸发,固体颜色将由蓝色逐渐变为
白
白
色,最终变为黑色;(2)写出固体质量由10.7g变为8.9g时的化学方程式
CuSO4?xH2O
CuSO4+xH2O↑
| ||
CuSO4?xH2O
CuSO4+xH2O↑
;
| ||
(3)650℃以上时,硫酸铜固体就会发生分解,生成黑色金属氧化物、二氧化硫及氧气,此反应的化学方程式为
2CuSO4
2CuO+2SO2↑+O2↑
| ||
2CuSO4
2CuO+2SO2↑+O2↑
;
| ||
(4)根据图中数据,计算CuSO4?xH2O中的CuSO4的质量分数.(要求:根据x的值进行计算,CuSO4的相对分子质量:160,H2O的相对分子质量:18)
金属材料是工农业生产和人们生活离不开的材料之一,人类每年要从自然界获取大量的金属材料资源.根据对金属和金属金属材料的认识,回答:
(1)铝制品在空气中有较强的抗腐蚀性,原因是
(2)保护金属资源的途径有:①
(3)在AgNO3和Al(NO3)3的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,向滤出的固体中加入稀硫酸,有气泡产生,则滤出的固体中一定含有
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(1)铝制品在空气中有较强的抗腐蚀性,原因是
铝与氧气反应生成的致密的氧化铝薄膜,能覆盖在铝表面,从而保护里层的铝不再与氧气反应
铝与氧气反应生成的致密的氧化铝薄膜,能覆盖在铝表面,从而保护里层的铝不再与氧气反应
.(2)保护金属资源的途径有:①
防锈
防锈
;②回收利用废旧金属;③合理有效地开采矿物;以及寻找金属代用品等.(3)在AgNO3和Al(NO3)3的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,向滤出的固体中加入稀硫酸,有气泡产生,则滤出的固体中一定含有
Ag、Fe(银、铁)
Ag、Fe(银、铁)
.金属在日常生活中随处可见,铁、铜、铝、锌都是常见金属.
(1)下列用品中,主要应用金属导热性的是

(2)辩证的研究金属锈蚀问题可以帮助我们更好地利用金属,右图“取暖片”的发热过程就是利用铁生锈的原理.铁生锈的条件是

(3)为了回收金属资源,从锁具加工厂的废旧黄铜粉末中(含有金属铜、锌),分离和提取出金属铜和ZnSO4溶液,其实验过程如下:

请回答:
(Ⅰ)A是
(Ⅱ)步骤②的化学反应方程式为
(Ⅲ)为达到实验目的,整个实验过程可以简化为
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(1)下列用品中,主要应用金属导热性的是
②
②
(填序号).(2)辩证的研究金属锈蚀问题可以帮助我们更好地利用金属,右图“取暖片”的发热过程就是利用铁生锈的原理.铁生锈的条件是
铁与水和氧气并存
铁与水和氧气并存
,防止自行车生锈的措施有刷漆
刷漆
(写出一种即可).(3)为了回收金属资源,从锁具加工厂的废旧黄铜粉末中(含有金属铜、锌),分离和提取出金属铜和ZnSO4溶液,其实验过程如下:
请回答:
(Ⅰ)A是
Cu
Cu
.(Ⅱ)步骤②的化学反应方程式为
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
,其目的是除去①中没有完全反应的硫酸铜
除去①中没有完全反应的硫酸铜
.(Ⅲ)为达到实验目的,整个实验过程可以简化为
向黄铜粉末中加入稀硫酸至不再产生气泡,然后过滤
向黄铜粉末中加入稀硫酸至不再产生气泡,然后过滤
.(1)铝、铁、铜是人类广泛使用的三种金属,人类大规模开发利用这三种金属的先后排(用元素符号表示)
(2)如图是元素周期表的一格,下列说法正确的是
A.金元素属于金属元素 B.金原子的中子数为197
C.金原子的核外电子数为118 D.金元素位于第六周期第1B族
(3)在研究金属性质时,某小组同学进行了如下实验探究:将一定量铁粉加硫酸锌和硫酸铜的混合溶液中,充分反应后过滤,然后对滤纸上的物质进行分析和实验.
【提出问题】滤纸上的物质是什么?
【作出猜想】甲认为只有铜;乙认为是铜和铁的混合物;丙认为是铜、铁、锌的混合物.
【交流讨论】大家一致认为丙的猜想不合理,其理由是
【实验与结论】同学们通过实验确定了滤纸上物质的成分.请填写下列空白.
| 实验步骤 | 现象和结论 | 有关反应的化学方程式 |
| 取少量滤纸上剩余的物质置于试管中,向其中滴加适量的 |
||