题目内容

17.小明在购买氢气球时,看到摊主正在把废旧铝锅碎片投入盛有某种液体的铁制容器中,盖上容器盖子后,氢气就从导管口出来.
小明根据初中学过的科学知识,认为铁制容器中的液体肯定不是稀硫酸或盐酸.这种液体到底是什么?第二天小明请教老师,老师没有直接告诉答案,而是在实验室配制了一种液体后,对小明说:铁制容器中装的就是这种液体,它是一种常见化合物的溶液.还提供了相关信息,请小明自己动手探究.
提供的信息:许多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色.如:钾--紫色;钠--黄色;钡--黄绿色;钙--砖红色.
如表是小明的实验步骤和现象记录:
序号实验步骤实验现象
①观察溶液无色液体
②取少量该溶液于试管中,滴加紫色石蕊试液紫色石蕊试液变蓝色
③另取少量溶液在酒精灯火焰上灼烧火焰呈现黄色
④取少量该溶液于试管中,先滴加硫酸铜溶液,再滴加稀盐酸先有蓝色沉淀生成,加入稀盐酸后沉淀消失,无其它明显现象
回顾与解释:
(1)小明认为铁制容器中的液体肯定不是稀硫酸或盐酸.理由是铁要和稀硫酸或盐酸反应.
(2)在步骤④中,小明加入稀盐酸的目的是防止CO32-的干扰(填写离子符号).
(3)小明通过实验,可得出该溶液中的溶质是氢氧化钠.
(4)小明想进一步了解铝和这种溶液反应的原理,再次请教科学老师,老师启发小明说:铝和这种溶质以及水发生反应,生成含有偏铝酸根离子(AlO2-)的盐和氢气两种物质.请你尝试写出该反应的化学方程式:2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑.

分析 (1)根据铁在金属活动顺序表中的位置进行分析,
(2)如果存在碳酸钠,①②③中的现象也是满足的,碳酸根离子会和铜生成沉淀,加入盐酸后,沉淀溶解,会产生气体,
(3)滴加石蕊,紫色石蕊试液变蓝色,说明溶液显碱性,焰色反应反应,火焰呈现黄色,说明溶液中存在钠离子,如果存在碳酸根离子会生成碳酸铜沉淀,加盐酸后沉淀溶解还会产生气体,确定溶液的组成,
(4)根据题中给出的反应物、生成物,结合质量守恒定律进行书写方程式.

解答 解:(1)铁在金属活动顺序表中位于氢之前,可以将酸中的氢置换出来,故答案为:铁要和稀硫酸或盐酸反应;
(2)如果存在碳酸根离子,加入硫酸铜后,碳酸根离子会和铜离子生成沉淀,加入盐酸后,沉淀溶解,会产生气体,而该题除了沉淀溶解,没有其他现象,故答案为:CO32-;
(3)滴加石蕊,紫色石蕊试液变蓝色,说明溶液显碱性,焰色反应反应,火焰呈现黄色,说明溶液中存在钠离子,如果存在碳酸根离子会生成碳酸铜沉淀,加盐酸后沉淀溶解还会产生气体,说明该物质不是碳酸钠而是氢氧化钠,故答案为:氢氧化钠(NaOH);
(4)铝和氢氧化钠反应生成了偏铝酸根离子(AlO2-)的盐和氢气,盐中还需存在金属离子,故答案为:2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑;

点评 本题主要考查了常见的离子的检验方法及现象,以及对题中所给知识的整合能力.

练习册系列答案
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5.某校同学以“比较锰、铁、铜三种金属的活动性”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,对三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:铁>锰>铜.
[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硫酸铜溶液中,观察现象.
(3)第三组验证猜想三.实验方案是(只用两个实验):将两片锰分别放入硫酸亚铁溶液和硫酸铜溶液中,观察现象.
[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:都有气泡产生,锰片的反应比铁片的反应剧烈.
[拓展研究]随后同学们对探究金属活动性的方案设计做了进一步研究.
为了验证甲、乙、丙、丁四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把乙放入丁的化合物溶液中;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.实验③;实验①②④已可验证4中金属的活动性顺序,没必要进行实验③..
12.(1)根据如图回答问题:

①仪器a的名称是集气瓶.
②实验室用过氧化氢制取氧气的化学方程式为2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑,选用的收集装置是C(填字母序号,下同).如图E所似乎实验中,热水的作用是使温度达到白磷的着火点,使水中的白磷与氧气隔绝;
③实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳选用的发生装置是B.如图F所示,将二氧化碳倒入烧杯中,观察到棉芯自下而上熄灭,说明二氧化碳具有的性质是密度比空气大,不能燃烧,不支持燃烧.
(2)某同学在电视寻宝节目中,看到一些铜制文物上有绿色的锈迹,并对绿色锈迹产生了探究兴趣.
【查阅资料】
①绿色锈迹是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3],受热易分解.
②无水硫酸铜为白色粉末,遇水变蓝.
③碱石灰是CaO和NaOH的固体混合物,NaOH与CO2反应生成碳酸钠固体和水.
④氧化铜与稀硫酸反应生成蓝色溶液,碳粉不与稀硫酸反应也不溶解在稀硫酸中.
【发现问题】
查阅资料后,该同学将少量碱式碳酸铜放入试管中加热,发现试管中的固体由绿色变成黑色,同时试管壁上有无色液滴生成.
为了进一步确定碱式碳酸铜受热分解的产物,进行了如下探究:
探究一:碱式碳酸铜受热分解生成的黑色固体的成分.
【猜想与假设】该黑色固体可能是①碳粉;②氧化铜;③碳和氧化铜的混合物.
【设计方案】请帮助该同学完成下述实验报告.
实验操作与现象实验结论
实验操作:取黑色固体适量于试管中,加入足量稀硫酸;
实验现象:黑色固体全部溶解,形成蓝色溶液
猜想②正确
探究二:碱式碳酸铜受热分解还会生成CO2和H2O.
【进行实验】选择如图2所示装置进行验证.
步骤一:连接A和B,打开活塞,通入一段时间的空气.
步骤二,关闭活塞,依次连接装置A→B→D→C(填“C”、“D”).
步骤三:点燃酒精灯,观察到明显现象后,停止加热.
【解释与结论】
①当观察到D中无水硫酸铜变成蓝色,C中澄清石灰水变浑浊,说明碱式碳酸铜受热分解生成了CO2和H2O,写出C中反应的化学方程式Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O.
②Cu2(OH)2CO3受热分解的化学方程式Cu2(OH)2CO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H2O+CO2↑.
【反思与评价】
上述装置中A的作用是除去空气中的水蒸气和二氧化碳.

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