题目内容

3．为研究锌和铝的金属活动性，某研究小组进行了如下探究．
（1）小明设计的实验方案：向质量相同的铝片和锌粒中分别加入盐酸．写出铝与盐酸反应的化学方程式：2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑．
（2）小芳发现锌粒比铝片反应快，可能原因是锌粒与酸的接触面积大．
（3）小芳在（2）实验中，还观察到有“灰黑色沉淀”这一异常现象出现．
【提出问题】铝与盐酸反应出现的灰黑色沉淀的组成是什么？
【查阅文献】铝在颗粒较小时为灰黑色；AlCl3为无色透明晶体或白色而微带浅黄色的固体，易溶于水和乙醇．
【提出合理假设】假设a：该灰黑色沉淀可能含有铝（或铝和氯化铝的混合物）；
假设b：该灰黑色沉淀可能含有AlCl3；
假设c：该灰黑色沉淀可能含有难溶于酸的物质．
【设计并完成实验】取灰黑色沉淀分别进行如表实验．
实验编号实验操作实验现象
①加入适量稀盐酸有微量气泡，固体全部溶解，得到澄清溶液
②加入适量蒸馏水固体部分溶解
③加入适量无水乙醇固体部分溶解
【得出结论】
由实验①可判断假设c不成立（填“成立”或“不成立”），再集合②和③可得出该灰黑色沉淀的成分是．铝和氯化铝
（4）你认为①中小明的实验能否比较锌和铝的金属活动性强弱？不能（填“能”或“不能”），说明理由：对于金属表面积的影响、所用盐酸浓度的影响等，小明的方案中都没进行必要的控制，所以不能据此实验判断两金属活动性的强弱．

分析 （1）铝在金属活动性顺序表中位于氢之前，为活泼金属，根据活泼金属可置换出酸中的氢，铝与稀盐酸反应可生成氯化铝和氢气；
（2）根据锌粒比铝片反应快，可能原因是锌粒与酸的接触面积大解答；
（3）【提出合理假设】根据文献对铝及氯化铝的介绍，可猜测黑色固体为未反应的铝粉或铝粉与未完全溶解的氯化钠的混合物；
【得出结论】实验①出现的固体全部溶解的现象可说明“灰黑色沉淀”全部是可溶解于酸的固体所组成；实验②和③说明了固体中含有能溶解于水和乙醇的物质，氯化铝易溶于水和乙醇；
（4）金属的纯度、盐酸的浓度等相关变量都可能影响到反应的速度，而小明的方案中对此都未做控制，致使影响因素过多而无法得到科学的判断．

解答 解：（1）活泼金属铝与盐酸发生置换反应，生成氯化铝和氢气，反应的化学方程式为：Al+6HCl═2AlCl3+H2↑，
故答案为：2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑；
（2）锌粒比铝片反应快，可能原因是锌粒与酸的接触面积大；
（3）【提出合理假设】铝的小颗粒呈黑色与反应中出现的“灰黑色沉淀”颜色相近，可猜测灰黑色可能为未完全反应的铝或是铝与未完全溶解的氯化铝的混合物；
故答案为：铝（或铝和氯化铝的混合物）；
【得出结论】实验①加入适量稀盐酸固体全部溶解，说明该灰黑色沉淀不含有难溶于酸的物质，即猜想c不能成立；实验②加入适量的水和③加入适量的乙醇都可观察到有固体物质被溶解，说明固体中还含有易溶于水和乙醇的氯化铝，因此，通过三个实验的探究可判断沉淀为铝和氯化铝的混合物；
故答案为：不成立；铝和氯化铝；
（4）对于金属纯度的影响、所用盐酸浓度的影响等，小明的方案中都没进行必要的控制且操作中也难以做到铝片和锌粒的表面积相同，所以不能据此实验判断两金属活动性的强弱；
答案：
（1）2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑；
（2）锌粒与酸的接触面积大；
（3）不成立；铝和氯化铝；
（4）不能；对于金属表面积的影响、所用盐酸浓度的影响等，小明的方案中都没进行必要的控制，所以不能据此实验判断两金属活动性的强弱；

点评 本题考查了铝金属及其化合物的性质，题目难度中等，注意；对于受多种因素影响的实验，在进行对比实验时，除所要探究的影响因素外，其它影响因素应控制相同；本题对学生的思维能力提出了较高的要求，有利于培养学生的逻辑推理能力．

练习册系列答案
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13．请结合如图所示实验装置，回答有关问题：
①写出装置中标号仪器的名称：a试管．
②写出实验室制取二氧化碳的化学方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑．
③可选择图中B（填字母）与C或E（填字母）组装一套制取氢气的装置．你所组装的上述制取氢气的装置不能（填“能”或“不能”）用于实验室制取二氧化碳．
14．向104g质量分数为20%的BaCl2溶液中，加入一定量的质量分数为19.6%的稀硫酸，恰好完全反应，试求：
（1）用去19.6%的稀硫酸多少克？
（2）所得沉淀的质量．
11．一固体混合物，可能由CaCO3、炭粉、Fe2O3中的一种或几种组成，现进行如下实验：
①取样，加热至高温产生一种能使澄清石灰水变浑浊的气体；②把足量的稀盐酸滴入冷却后的固体残渣中，残渣全部溶解，同时生成一种可燃性气体．则下列对固体混合物成分的判断正确的是（　　）
A．一定含有炭粉，一定不含CaCO3
B．一定含有炭粉和Fe2O3
C．一定含有CaCO3，一定不含炭粉
D．一定含有炭粉和CaCO3，一定不含Fe2O3
18．芜湖铁画是中国工艺美术百花园中的一朵奇葩．它以钢材为主料，经锻打、焊接、酸洗、上漆等多道工艺制成．下列关于铁画的叙述不正确的是（　　）
A．铁画应悬挂在干燥的环境中
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D．所用的主要材料──低碳钢，有较好的锻轧性能，它不属于铁的合金
8．如图是有关氧气的知识网络图（部分反应条件已略去）．根据如图回答下列问题：

（1）生成氧气的三个反应都属于分解反应（填基本反应类型），从节能、环保的角度考虑，实验室制取氧气最好选用过氧化氢作反应物．写出氯酸钾制取氧气的化学方程式2KClO3$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O2↑．
（2）X的化学式为CO；若反应①在氧气充足的情况下进行，生成X的化学式为CO2．
（3）若反应②的化学方程式为Y+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2+2H2O，Y的化学式为CH4．
（4）在反应③的实验中可以观察到的实验现象是磷燃烧时放出大量的热，产生浓厚的白烟．
（5）在做反应④实验时，要预先在盛放氧气的集气瓶中放少量的水或细砂．写出反应的化学方程式3Fe+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe3O4．
（6）反应①至④的相同点是（只写一条）都是化合反应等．
15．我们生活在千变万化的物质世界里．如图变化中，属于物理变化的是（　　）
A．
  爆竹爆炸		B．
  木炭燃烧		C．
      钢水浇铸		D．
       葡萄酿酒
12．工厂中生产的生石灰，往往由于加热时间不够，还有没反应掉的碳酸钙．现取工厂生产的样品，测得其中的钙元素和氧元素的质量比为25：14，其它杂质忽略不计，则样品中碳酸钙和氧化钙的质量比为（　　）
A．1：2B．25：14C．56：25D．5：7
8．用数字和化学符号填空：
（1）铝元素Al  钠元素Na； 
（2）2个氮原子2N；
 （3）3个镁离子3Mg2+；
（4）地壳中含量最多的金属元素Al．

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