题目内容

2.长期露置于空气中的金属M表面会被锈蚀.经检测,锈蚀物中除含有M外,还含有C、H、O三种元素.根据质量守恒定律,推测与金属M发生反应生成锈蚀物的物质.
推测Ⅰ:锈蚀物中的H来自空气中的H2O(填化学式,下同),C来自空气中的CO2,因此这两种物质肯定参加了反应.
推测Ⅱ:锈蚀物中的O有多种来源,因此不能确定空气中的O2是否参加了反应.
某同学为了验证空气中的O2是否参加了反应,设计了如下一系列实验,你认为其中必须要做的实验是A、F(填实验编号).
说明:①所用蒸馏水都是经煮沸迅速冷却的;②固体干燥剂N只吸收水分,不吸收CO2和O2

分析 根据质量守恒定律,变化前后元素的种类不变,推断反应生成锈蚀物中氢、碳元素与空气成分物质的关系;
根据金属M锈蚀需要同时与水、氧气、二氧化碳接触,分析所设计的一组实验中可以通过是否锈蚀判断出与氧气有关的实验.

解答 解:推测Ⅰ:根据化学变化前后元素种类不变,反应生成锈蚀物中的氢元素应来自于空气中含氢元素的水、碳元素来自于空气中含碳元素的二氧化碳气体;故填:H2O;CO2
推测Ⅱ:实验A中金属M与水、氧气、二氧化碳同时接触而出现锈蚀,实验B中金属M只与水接触没有锈蚀,实验C中金属M只与氧气接触没有锈蚀,实验D中金属M只与二氧化碳接触没有锈蚀,实验E中金属M仅与氧气和水接触没有锈蚀,实验F中金属M仅与水和二氧化碳接触没有锈蚀;因此通过实验A中出现锈蚀与实验F中没有锈蚀的对比,可得到金属M锈蚀需要氧气的判断;故填:A、F.

点评 本题以探究金属M的锈蚀过程为平台,考查了利用质量守恒定律分析实验现象、评价实验设计,体现知识综合运用能力.

练习册系列答案
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12.莫凡同学完成镁与稀盐酸反应的实验室,观察到有灰白色沉淀生成的“异常”现象,引起了他的兴趣,并进行了以下探究.
【初步探究】出现灰白色沉淀是否为偶然现象.
【实验Ⅰ】向4份相同体积与浓度的稀盐酸中分别加入一定长度的某种镁带,现象如下:
 实验组别
 镁带长度1cm 2cm 3cm 4cm 
 沉淀量无沉淀生成 少量沉淀 沉淀较多 沉淀很多 
【实验结论】并非偶然,据表分析,镁带长短是实验出现“异常”的主要因素.
【再次探究】该沉淀的成分
【猜想假设】猜想1:Mg;猜想2:MgCl2
【实验Ⅱ】
 序号 实验操作实验现象 实验结论 
 ① 取1g样品,加入足量
稀盐酸,振荡
 未见气泡猜想1错误 
 ②取1g样品,加入5mL蒸馏水,振荡 沉淀未溶解 猜想2错误 
 ③取1g MgCl2固体,加5mL蒸馏水,振荡 固体全部溶解 
【交流讨论】
(1)莫凡同学做出猜想Ⅰ的依据是他认为反应物Mg过量,作出猜想2的依据是他认为生成物MgCl2不溶于水.
(2)从实验设计的角度讲,实验③的作用是进行对比.
【深入探究】该沉淀的物质组成
【查阅资料】
灰白色沉淀的成分为碱式氯化镁,它存在多种组成,化学式可表示为Mgx(OH)yClz•nH2O[即每份Mgx(OH)yClz结合了n份H2O],它受热分解可产生氧化镁、氯化氢和水.
【实验Ⅲ】
洗去沉淀表面杂质并室温晾干,取其7.07g,用如图装置(夹持仪器未画出)按照正确的操作步骤进行实验,待反应停止后,测得硬质玻璃管中剩余固体质量为4.00g,装置B的质量增加了2.34g.
【问题讨论】
(1)反应停止后,应继续通入N2一段时间,目的是使反应生成的水蒸气完全被浓硫酸吸收.
(2)该沉淀中,镁、氯的离子个数比n(Mg2+):n(Cl-)=5:1.
(3)若沉淀Mgx(OH)yClz•nH2O中,n=5,则X、Y、Z的数值依次为10、18、2.

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