摘要:[探究一]2Al+2NaOH+2H20=2NaAl02+3H2 偏高 [探究二] (2) 调整量气管C的高度.使C中液面与B液面相平,恢复到室温后再读数,(读数时保证视线与凹液面的最低点相平,检查装置的气密性,合金完全溶解.或等合理答案) [探究三](1)灼烧后固体的质量 足量盐酸 足量烧碱溶液 [实验拓展]铝镁合金 → 溶液 → 测定固体质量 足量盐酸 足量氨水 → 溶液 → 测定固体质量等合理答案)
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铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料.研究性学习小组的三位同学,为测定某含镁3%一5%的铝镁合金(不含其它元素)中镁的质量分数,设计下列三种不同实验方案进行探究.填写下列空白.
[探究一]
实验方案:铝镁合金
测定剩余固体质量
实验中发生反应的化学方程式是
实验步骤:
(1)称取5.4g铝镁合金粉末样品,投入VmL 2.0mol?L-1NaOH溶液中,充分反应.NaOH溶液的体积V≥
(2)过滤、洗涤、干燥、称量固体.该步骤中若未洗涤固体,测得镁的质量分数将
[探究二]
实验方案:铝镁合金
测定生成气体的体积实验装置:

问题讨论:
(1)某同学提出该实验装置不够完善,应在A、B之间添加一个干燥、除酸雾的装置.你的意见是:
(2)为使测定结果尽可能精确,实验中应注意的问题是(写出两点):①
[探究三]
实验方案:称量x g铝镁合金粉末.放在如右图所示装置的惰性电热板上,通电使其充分灼烧.
问题讨论:
(1)欲计算Mg的质量分数,该实验中还需测定的数据是
(2)若用空气代替O2进行实验,对测定结果何影响?
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[探究一]
实验方案:铝镁合金
| NaOH溶液 |
实验中发生反应的化学方程式是
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
实验步骤:
(1)称取5.4g铝镁合金粉末样品,投入VmL 2.0mol?L-1NaOH溶液中,充分反应.NaOH溶液的体积V≥
100mL
100mL
(2)过滤、洗涤、干燥、称量固体.该步骤中若未洗涤固体,测得镁的质量分数将
偏高
偏高
(填“偏高”或“偏低”).[探究二]
实验方案:铝镁合金
| 盐酸 |
问题讨论:
(1)某同学提出该实验装置不够完善,应在A、B之间添加一个干燥、除酸雾的装置.你的意见是:
不需要
不需要
(填“需要”或“不需要”).(2)为使测定结果尽可能精确,实验中应注意的问题是(写出两点):①
装置的气密性
装置的气密性
②合金完全溶解(或加入足量盐酸,或调整量气管C的高度,使C中液面与B液面相平,待冷却至室温再读体积等合理答案)
合金完全溶解(或加入足量盐酸,或调整量气管C的高度,使C中液面与B液面相平,待冷却至室温再读体积等合理答案)
[探究三]
实验方案:称量x g铝镁合金粉末.放在如右图所示装置的惰性电热板上,通电使其充分灼烧.
(1)欲计算Mg的质量分数,该实验中还需测定的数据是
灼烧后固体的质量
灼烧后固体的质量
(2)若用空气代替O2进行实验,对测定结果何影响?
偏高
偏高
(填“偏高”或“偏低”或“无影响”).某研究小组探究将MgCl2和AlCl3混合溶液加入到氢氧化钠溶液中生成沉淀及沉淀溶解的情况,实验过程中可能用到的仪器与药品如下:过滤装置,烧杯,滴管,0.5mol?L-1 MgCl2、AlCl3各100mL,1mol?L-1 NaOH溶液,1mol?L-1盐酸.
探究一:实验开始时产生沉淀的成分
[假设一]实验开始时产生的沉淀是Mg(OH)2
[假设二]
[假设三]实验开始时产生的沉淀是Al(OH)3和Mg(OH)2
基于假设二成立,请利用下表完成实验过程:
探究二:何时产生氢氧化镁沉淀
请用离子方程式表示上述实验步骤③的结论:
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探究一:实验开始时产生沉淀的成分
[假设一]实验开始时产生的沉淀是Mg(OH)2
[假设二]
实验开始时产生的沉淀是Al(OH)3
实验开始时产生的沉淀是Al(OH)3
[假设三]实验开始时产生的沉淀是Al(OH)3和Mg(OH)2
基于假设二成立,请利用下表完成实验过程:
| 实验步骤 | 预期实验现象 | 预期实验结论 |
分别取30mL 0.5mol?L-1 MgCl2、AlCl3溶液于烧杯中,充分混合 分别取30mL 0.5mol?L-1 MgCl2、AlCl3溶液于烧杯中,充分混合 |
无现象 无现象 |
溶液中水解不能生成沉淀 溶液中水解不能生成沉淀 |
向混合溶液中滴入2滴酚酞试液,逐滴加入1mol?L-1 NaOH溶液 向混合溶液中滴入2滴酚酞试液,逐滴加入1mol?L-1 NaOH溶液 |
当溶液中生成大量的白色絮状沉淀后溶液的颜色不变 当溶液中生成大量的白色絮状沉淀后溶液的颜色不变 |
产生的沉淀可能是氢氧化铝、氢氧化镁或二者的混合物 产生的沉淀可能是氢氧化铝、氢氧化镁或二者的混合物 |
将上述混合溶液过滤,洗涤,再向滤渣中加入过量的1mol?L-1 NaOH溶液 将上述混合溶液过滤,洗涤,再向滤渣中加入过量的1mol?L-1 NaOH溶液 |
滤渣全部溶解 滤渣全部溶解 |
产生的沉淀只有氢氧化铝 产生的沉淀只有氢氧化铝 |
空 空 |
空 空 |
空 空 |
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| ①另取0.5mol?L-1 MgCl2、AlCl3溶液各30mL于不同烧杯中 | 溶液中无现象 溶液中无现象 |
水溶液中无氢氧化镁、氢氧化铝沉淀生成 水溶液中无氢氧化镁、氢氧化铝沉淀生成 |
| ②向0.5mol?L-1 AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至刚好反应完全 | 产生沉淀,沉淀溶解,沉淀消失 | 产生氢氧化铝沉淀,加过量的氢氧化钠溶液后氢氧化铝又溶解 |
| ③将MgCl2溶液全部倒入②反应后的溶液中 | 产生大量白色沉淀 | 二者混合时相互促进水解最终生成Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀. 二者混合时相互促进水解最终生成Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀. |
2AlO2-+Mg2++4H2O═Mg(OH)2↓+2Al(OH)3↓
2AlO2-+Mg2++4H2O═Mg(OH)2↓+2Al(OH)3↓
.(2009?肇庆一模)某探究小组同学用金属铝分别与稀盐酸或稀硫酸反应的方法研究金属与不同酸反应的差异及影响反应速率的因素.
实验药品:2.0moL/L盐酸、4.0mol/L盐酸、2.0mol/L硫酸、4.0mol/L硫酸,质量和相同的铝片和铝粉(金属表面氧化膜都已除去);每次实验各种酸的用量均为50.0mL,金属用量均为9.0g.
(Ⅰ)甲同学用铝片分别和稀盐酸、稀硫酸反应,实验及其现象如下:
请回答:
(1)写出铝与盐酸反应的离子方程式
(2)反应1~15min内,铝与盐酸的反应速率逐渐加快,其原因是
(3)以上探究铝与稀盐酸、稀硫酸反应速率有差异,你认为其原因有哪些可能?请提出你的假设(说出2种可能):
(Ⅱ)(1)乙同学设计了如下影响反应速率因素的实验(温度控制为25℃和35℃).请你根据实验目的帮助该同学完成以下实验设计表(用量:酸均为50.0mL、铝为9.0g过量):
(2)如图为实验①的“H2-t”曲线图,若上述反应浓度减少一倍,速率是原来的
;温度每升高10℃,反速率是原来的2倍.请在答题卡的座标中画出实验②和实验③的“H2-t”曲线图
.
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实验药品:2.0moL/L盐酸、4.0mol/L盐酸、2.0mol/L硫酸、4.0mol/L硫酸,质量和相同的铝片和铝粉(金属表面氧化膜都已除去);每次实验各种酸的用量均为50.0mL,金属用量均为9.0g.
(Ⅰ)甲同学用铝片分别和稀盐酸、稀硫酸反应,实验及其现象如下:
| 反应进程(分钟) | 1 | 2 | 5 | 15 | 20 |
| 4.0mol/L盐酸 | 少量气泡 | 较多气泡 | 大量气泡 | 反应剧烈 | 反应结束 |
| 2.0mol/L硫酸 | 无明显现象 | 极少量气泡 | 少量气泡 | ||
| 4.0mol/L硫酸 | 无明显现象 | 少量气泡 | 有比较连续的气泡 | ||
(1)写出铝与盐酸反应的离子方程式
2Al+6H+=2Al3++3H2↑
2Al+6H+=2Al3++3H2↑
.(2)反应1~15min内,铝与盐酸的反应速率逐渐加快,其原因是
反应放热使溶液温度升高,从而使化学反应速率加快
反应放热使溶液温度升高,从而使化学反应速率加快
.(3)以上探究铝与稀盐酸、稀硫酸反应速率有差异,你认为其原因有哪些可能?请提出你的假设(说出2种可能):
Cl-能够促进金属铝与H+反应,或SO42-对H+与金属铝的反应起阻碍作用等
Cl-能够促进金属铝与H+反应,或SO42-对H+与金属铝的反应起阻碍作用等
.(Ⅱ)(1)乙同学设计了如下影响反应速率因素的实验(温度控制为25℃和35℃).请你根据实验目的帮助该同学完成以下实验设计表(用量:酸均为50.0mL、铝为9.0g过量):
| 实验目的 | 实验 编号 |
温度 | 金属铝 形态 |
盐酸浓度 /mol?L-1 |
| (1)实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响; (2)实验①和③探究温度对该反应速率的影响; (3)实验①和④探究金属规格(铝片、铝粉)对该反应速率的影响. |
① | 25?C | 铝片 | 4.0 |
| ② | 25?C 25?C |
铝片 铝片 |
2.0 2.0 | |
| ③ | 35℃ 35℃ |
铝片 铝片 |
4.0 4.0 | |
| ④ | 25?C 25?C |
铝粉 铝粉 |
4.0 4.0 |
| 1 |
| 2 |
(2008?湛江二模)某学校研究性学习小组设计实验探究铝等金属的性质:将一小片久置铝片投入浓氯化铜溶液中,铝表面很快出现一层海绵状暗红色物质,接下来铝片上产生大量气泡,触摸容器知溶液温度迅速上升,收集气体,检验其具有可燃性.若用同样的铝片投入同浓度的硫酸铜溶液中,在短时间内铝片无明显变化.
(1)铝与氯化铜溶液能迅速反应,而与同浓度的硫酸铜溶液在短时间内不反应的原因可能是
A.铝与Cl-反应,铝与SO42-不反应
B.氯化铜溶液酸性比同浓度的硫酸铜溶液酸性强
C.硫酸铜水解生成硫酸使铝钝化
D.氯离子能破坏氧化铝表面薄膜,而硫酸根离子不能
E.生成氯化铝溶于水,而生成硫酸铝不溶于水
(2)铝片表面出现的暗红色物质是
(3)放出的气体是
(4)某同学通过一定的实验操作,也能使铝片与硫酸铜溶液反应加快,他采取的措施可能是
A.用砂纸擦去铝片表面的氧化膜后投入硫酸铜溶液中
B.把铝片投入热氢氧化钠溶液中一段时间后,取出洗涤,再投入硫酸铜溶液中
C.向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液,再投入铝片
D.在铝片上捆上几枚铜钉后投入同浓度的硫酸铜溶液中
(5)除去氧化铝的铝片与镁片为电极,在X电解质溶液中构成原电池,列表如下:
其中正确的是
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(1)铝与氯化铜溶液能迅速反应,而与同浓度的硫酸铜溶液在短时间内不反应的原因可能是
D
D
.(填序号)A.铝与Cl-反应,铝与SO42-不反应
B.氯化铜溶液酸性比同浓度的硫酸铜溶液酸性强
C.硫酸铜水解生成硫酸使铝钝化
D.氯离子能破坏氧化铝表面薄膜,而硫酸根离子不能
E.生成氯化铝溶于水,而生成硫酸铝不溶于水
(2)铝片表面出现的暗红色物质是
Cu
Cu
.(3)放出的气体是
氢气
氢气
,请从有关物质的浓度、能量、是否有电化学作用等分析开始阶段产生气体的速率不断加快的原因是①随着反应进行生成铝离子浓度增大,水解程度增大,产生H+的浓度增大,②该反应放热,升高温度反应加快,③铜与铝构成原电池,加快铝溶解
①随着反应进行生成铝离子浓度增大,水解程度增大,产生H+的浓度增大,②该反应放热,升高温度反应加快,③铜与铝构成原电池,加快铝溶解
.(4)某同学通过一定的实验操作,也能使铝片与硫酸铜溶液反应加快,他采取的措施可能是
A、B
A、B
.A.用砂纸擦去铝片表面的氧化膜后投入硫酸铜溶液中
B.把铝片投入热氢氧化钠溶液中一段时间后,取出洗涤,再投入硫酸铜溶液中
C.向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液,再投入铝片
D.在铝片上捆上几枚铜钉后投入同浓度的硫酸铜溶液中
(5)除去氧化铝的铝片与镁片为电极,在X电解质溶液中构成原电池,列表如下:
| 选项 | 铝电极 | 电解质 | 负极反应 | 正极反应 |
| A | 负极 | NaOH | 2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O | 6H2O+6e-=6OH-+3H2↑ |
| B | 负极 | 稀盐酸 | 2Al-6e-=2Al3+ | 6H++6e-=3H2↑ |
| C | 正极 | 浓硝酸 | Mg+2e-=Mg2+ | 2NO3-+4H+-4e-=2NO2↑+2H2O |
A
A
(填序号),由此推知,金属作电极不仅与本身性质相关,而且与电解质性质
电解质性质
有关.已知某合金粉末除铝外,还含有铁、铜中的一种或两种.某兴趣小组在老师的指导下,对合金粉末中铁、铜的存在情况进行了探究.
【查阅资料】铝与氢氧化钠溶液反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑( 产物NaAlO2溶于水);Fe、Cu不与氢氧化钠溶液反应.
【猜想】猜想1:该合金粉末中除铝外,还含有铁.
猜想2:该合金粉末中除铝外,还含有 (填名称).
猜想3:该合金粉末中除铝外,还含有铁、铜.
【实验探究】下列实验仅供选择的试剂:10%盐酸、30%NaOH溶液.
【探究结论】猜想3成立.
【反思】一般来说,活泼金属能与盐酸等酸反应,而铝与酸、碱都能反应,说明铝具有特殊的
性质.写出铝与稀盐酸反应的化学方程式 .
【知识延伸】铜和铁是生产、生活中广泛使用的金属.
(1)工业上用一氧化碳和赤铁矿(主要成分是氧化铁)冶炼铁,反应的化学方程式为 .
(2)铜表面也容易生成绿色铜锈,铜锈的主要成分是碱式碳酸铜,化学式为Cu2(OH)2CO3,其组成元素有 种.
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【查阅资料】铝与氢氧化钠溶液反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑( 产物NaAlO2溶于水);Fe、Cu不与氢氧化钠溶液反应.
【猜想】猜想1:该合金粉末中除铝外,还含有铁.
猜想2:该合金粉末中除铝外,还含有
猜想3:该合金粉末中除铝外,还含有铁、铜.
【实验探究】下列实验仅供选择的试剂:10%盐酸、30%NaOH溶液.
| 实验方案 | 实现现象 | 结论 |
| 1取一定量的合金粉末,加过量的 |
粉末部分溶解,并有气体放出. | 合金中一定含有 |
| ②取步骤①所得滤渣,加过量的 |
滤渣部分溶解,并有气体放出,溶液呈浅绿色. | 合金中一定含有 |
【反思】一般来说,活泼金属能与盐酸等酸反应,而铝与酸、碱都能反应,说明铝具有特殊的
性质.写出铝与稀盐酸反应的化学方程式
【知识延伸】铜和铁是生产、生活中广泛使用的金属.
(1)工业上用一氧化碳和赤铁矿(主要成分是氧化铁)冶炼铁,反应的化学方程式为
(2)铜表面也容易生成绿色铜锈,铜锈的主要成分是碱式碳酸铜,化学式为Cu2(OH)2CO3,其组成元素有