题目内容

12．小郑和小飞两位同学设计实验，证明Zn、Cu、Ag三种金属的活动性强弱，方案如下：（所用仪器仅限试管、胶头滴管）
①Zn（NO3）2、AgNO3、Cu；②Zn、Ag、Cu（NO3）2；③Zn、Cu、AgNO3；④Zn、Cu、Ag、HCl．
（1）请将方案①②补充完整．
（2）针对方案③④，小郑和小飞同学发生了争执，小飞同学认为方案③不能实现，小郑的方法是先将Cu与AgNO3反应可生成了硝酸铜，再将锌与硝酸铜反应，而小郑同学认为方案④不能实现，但小飞同学认为只要增加一种仪器就可以实现了，该仪器是酒精灯．
（3）在完成方案①实验后得到Zn（NO3）2、Cu（NO3）2、AgNO3的废液，小郑同学向该混合液中加入过量的锌粉，溶液质量随反应时间变化的情况如图所示，下列说法正确的是B．
A．取a点溶液，滴加稀盐酸，无白色沉淀
B．图标上b-c段质量增加的原因是Zn与Cu（NO3）2溶液反应
C．b点时溶液中金属离子有Zn2+、Cu2+，金属单质有Zn、Cu、Ag
D．c点和d点溶质种类不同，金属单质种类也不同．

分析 （1）根据在验证三种金属的活动性时常采用“三取中”试验方法分析回答；
（2）根据铜那个女友硝酸银反应生成了硝酸铜，铜在加热时可生成了氧化铜分析．
（3）根据金属与盐溶液的反应进行分析，在金属活动性顺序中，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来，且置换时先把最弱的金属置换出来，并通过各反应的关系进行溶液质量的变化分析．

解答 解：（1）验证三种金属的顺序方法：排出三种金属的正确顺序，中间金属是单质，两边的就是盐溶液，中间是盐溶液，两边就是金属单质，所以，①可填入Cu；②可填入Cu（NO3）2；
（2）小郑的方法是：先将Cu与AgNO3反应可生成了硝酸铜，再将锌与硝酸铜反应即可比较三种金属的活动性；由于铜在加热时可生成了氧化铜，氧化铜能与盐酸反应生成了氯化铜，再根据锌能与氯化铜反应，银不能与氯化铜反应，可比较交出三种金属的活动性．
（3）在金属活动性顺序中，Zn＞Cu＞Ag，向一定质量AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入Zn，与两种溶质依次发生反应
Zn+2AgNO3=Zn（NO3）2+2Ag
65                   216
所以析出银的过程是溶液质量减少的过程；
Zn+Cu（NO3）2=Zn（NO3）2+Cu
65                       64
所以析出铜的过程是溶液质量增加的过程
A、在a点时，硝酸银没有全部参加反应，溶液中含有硝酸银，滴加稀盐酸，会生成白色沉淀，故A错误；
B、锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，溶液质量增加，故B正确；
C、b点时金属单质中不含Zn，只含金属单质Ag，因为此时溶液中含金属离子Cu2+，故C错误；
D、c点和d点表示锌和硝酸铜完全反应，所以溶质种类相同，金属单质种类也相同，故D错误．
故答为：（1）①Cu；②Cu（NO3）2；（2）先将Cu与AgNO3反应可生成了硝酸铜，再将锌与硝酸铜反应，酒精灯；（3）B．

点评 本题考查了金属活动性顺序的应用，要求学生熟悉金属的活动性顺序表，能利用活动性判断反应的发生，还要结合坐标分析各段的意义．

练习册系列答案
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2．有一无色溶液pH为2，则该溶液中能大量共存的一组离子是（　　）
A．Na+、Mg2+、Cl-、SO42-B．Na+、K+、Cl-、OH-
C．Na+、Cu2+、Cl -、SO42-D．Na+、K+、Cl -、CO32-
3．实验室往往因潮湿和腐蚀而损坏药品标签．现有一瓶标签受到腐蚀的无色溶液（如图所示），老师布置各小组开展探究．
【提出问题】这瓶无色溶液究竟是什么物质的溶液
【猜想与假设】经了解得知，这瓶无色溶液原是放在存放盐溶液的柜子里．由此猜测：可能是碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硫酸钠、硝酸钠中某一种的溶液．
【理论分析】为了确定该溶液，他们首先进行了分析：
（1）甲同学根据标签上的组成元素认为一定不可能是氯化钠溶液．
（2）乙同学提出，碳酸氢钠、硝酸钠的溶液也不可能，他的依据是碳酸氢钠和硝酸钠的化学式中钠元素右下角的数字为1．
【设计实验】为了确定该溶液究竟是剩余两种盐的哪一种溶液，他们设计了如下实验．
实验操作实验现象
①取少重该无色溶液于试管中，慢惺滴加BaC12溶液
②静置后，倾去上层清液，向沉淀中滴加稀盐酸		产生白色沉淀
产生大重气泡，沉淀消失．
【实验结论】
（3）该瓶无色溶液的溶质是_碳酸钠_．生成白色沉淀的化学方程式是_Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl．
【实验反思】
（4）丙同学认为原设计的实验还可简化，同样达到鉴别的目的．丙同学设计的实验如下（将实验操作及实验现象填入相应的空格中）：
实验操作实验现象
20．有一包白色粉末，可能是碳酸钠、氢氧化钠、硝酸钡、氯化铁、硫酸钠、氯化钠、硝酸镁、硝酸钾中的一种或几种的混合物，现做如下实验：
（1）将少量粉末放在烧杯中，加足量水、搅拌、静置、过滤，得无色溶液及白色沉淀；
（2）向过滤所得沉淀中，加足量稀硝酸，沉淀全部溶解，无气体产生．
（3）向滤液中滴加硝酸银溶液，立即有较多的白色沉淀生成，再加稀硝酸，沉淀不溶解．
根据以上实验现象推断，白色粉末中一定存在氢氧化钠、硝酸镁、氯化钠；一定不存在氯化铁、碳酸钠、硫酸钠、硝酸钡；可能存在硝酸钾；
写出（3）步中产生沉淀的化学方程式NaCl+AgNO3=NaNO3+AgCl↓．
7．南昌西汉海昏侯墓历时5年的考古发掘，已出土1万余件珍贵文物，创下多个“首次”和“考古之最”．
（1）考古中常用碳-14测定文物的年代，已知碳-14原子中质子数为6，中子数为8，则碳-14原子的核外电子数为6．
（2）明矾常用于出土的漆木器脱水定形，明矾也常用于净水，明矾在净水中的作用是作絮凝剂，除去水中的悬浮杂质．
（3）“低氧气调链”技术是考古中的新技术，该技术是以低氧气调技术为依托，用洁净氮气作为保护气体，并通过智能检控设备及其他环节实现对文物所处空间氧含量等指标的持续稳定凋控．氮气用作保护气的主要原因是氮气的化学性质比较稳定．
（4）出土的文物中有大量的青铜器，青铜器表面有一层绿色物质[铜绿，化学式为Cu2（0H）2CO3]．铜器表面形成铜绿，除与氧气、水有关外，还与二氧化碳有关，判断的依据是质量守恒定律．
（5）出土文物中有大量的铜钱．古代湿法冶铜的原理是“曾青（硫酸铜溶液）得铁化为铜”，该原理用化学方程式表示为Fe+CuSO4=Cu+FeSO4．
4．如图所示，烧杯中盛有一定量的硝酸钾饱和溶液（并有少量固体存在），在饱和溶液中悬浮着一只塑料木块，现向水中加入少量的NaOH固体，则烧杯中的木块会（　　）
A．上浮B．下降C．位置不变D．无法确定
11．在一次化学实验中，同学们将饱和硫酸铜溶液逐滴加到5mL饱和氢氧化钠溶液中，观察到以下异常实验现象：
实验序号滴加CuSO4溶液的量实验现象
①第1～6滴有蓝色沉淀，但振荡后沉淀消失，形成亮蓝色溶液
②第7～9滴产生蓝色沉淀，且沉淀逐渐增多，振荡后沉淀不消失，很快沉淀逐渐变黑色
在实验①中同学们根据所学初中化学知识判断蓝色沉淀是氢氧化铜，请你写出生成蓝色沉淀的化学方程式CuSO4+2NaOH═Cu（OH）2↓+Na2SO4．
实验①中蓝色沉淀为什么消失？同学们继续进行如下探究．
查阅资料I．氢氧化铜在温度70℃-80℃时可分解生成氧化铜；
II．四羟基合铜酸钠[Na2Cu（OH）4]溶于水，溶液呈亮蓝色．
【猜想与讨论】小陶认为蓝色沉淀消失可能是氢氧化铜发生了分解．其他同学一致否定了他的猜测，理由是沉淀消失，形成亮蓝色溶液，而氢氧化铜分解产生的是黑色固体．
同学们交流讨论后，提出以下两种猜想．
猜想一：少许Cu（OH）2可溶于足量水中．
猜想二：Cu（OH）2可在足量NaOH浓溶液中溶解，溶液呈亮蓝色
【实验探究】为验证猜想，同学们用Cu（OH）2粉末（其它试剂可任选）设计如下实验．请你填写表中的空格．
实验序号实验方法与操作实验现象结论
③将少许Cu（OH）2粉末加到5mL蒸馏水中，充分振荡沉淀不溶解，液体仍为无色猜想一错误
④将少许Cu（OH）2粉末加入到足量氢氧化钠浓溶液中，充分振荡固体溶解，溶液呈亮蓝色猜想二正确
【结论与反思】（1）根据实验，并进一步查阅资料知道，氢氧化铜在氢氧化钠溶液中溶解生成
Na2Cu（OH）4，反应的化学方程式是2NaOH+Cu（OH）2=Na2Cu（OH）4．
（2）根据实验可知饱和硫酸铜溶液与饱和氢氧化钠溶液的反应是放热反应，依据的实验现象是蓝色沉淀逐渐变为黑色．
（3）写出氢氧化铜受热分解生成黑色固体的化学方程式Cu（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H2O．
8．写出符合下列要求的物质（或主要成分）的化学式．
（1）污染空气的气体单质O3；（2）赤铁矿的主要成分Fe2O3；
（3）可乐中含有一种酸H2CO3；（4）天然气的主要成分CH4．
9．某化学反应的微观过程如图（其中“”代表氢原子，“”代表氮原子，“”代表氧原子），下列叙述中，正确的是（　　）
A．该反应类型为置换反应
B．该反应中氧元素的化合价发生了变化
C．所得生成物Z和W的质量比为9：15
D．该反应中原子、分子种类都未发生变化

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