题目内容

5．某兴趣小组的同学为探究铁（Fe）、锰（Mn）和铜（Cu）三种金属的活动性顺序，进行下列探究．
（1）同学们将等大小的三种金属同时放入等质量、等质量分数的稀硫酸中，发现锰表面冒
出气泡的速率比铁快，而铜表面无现象．请将三种金属的元素符号填入下表：

（2）兴趣小组的同学从实验室中收集一桶含有FeSO4、CuSO4的废液．他们想从中回收金属铜和硫酸亚铁晶体，设计了如下方案：

①甲同学提出X可用金属铁，乙同学认为X可用金属锰，你认为甲（选填“甲”或“乙”）同学的意见是正确的，理由是可得到纯净的FeSO4晶体．
②操作a、b的名称是过滤，其目的是除去溶液中不溶性的杂质．

分析 题目对金属锰铁铜的金属活动性的探究是通过与相同的硫酸反应来实现的，在实验中要先区分是否反应，之后对能够反应的注意反应速率的对比，最后获得结论．而之后对于硫酸亚铁和硫酸铜溶液回收铜和硫酸亚铁，很容易受到上面锰铁铜实验的干扰，很容易认为锰可以用于该实验．这时就要考虑我们的实验目的，是要除去硫酸亚铁中硫酸铜杂质，在除杂时要注意“除去杂质，不引入新的杂质”的原则．

解答 解：（1）金属锰铁铜金属活动的顺序的探究，题目给予的实验方案是分别加入到相同质量和质量分数的硫酸溶液中，并且告诉实验现象时锰产生气泡的速度比铁快，说明两者都比H活泼，且由于锰反应更快，所以锰比铁更活泼．而铜不反应，证明H＞Cu．三种金属和氢元素之间的位置关系就是：Mn＞Fe＞H＞Cu．
（2）要想从硫酸亚铁和硫酸铜的废液回收铜和硫酸亚铁晶体，首先要将硫酸铜除去，这就是要先除杂．而除杂的基本原则就是除去杂质，而不能引入的新的杂质．所以在将硫酸铜转化为铜的而过程中加入的药品一定要和硫酸亚铁有关，也就是要使用铁单质来实现该转化．很多同学容易受到上面金属活动探究的影响，认为锰也能够将硫酸铜转化为铜．但是不可以用来除去杂质硫酸铜，因为引入了MnSO4杂质．同时为了将杂质尽可能完全除去，我们加入的药品就要适当过量，所以在除杂时一般不加入状态和要除去杂质状态相同的药品，即液体中加固体或者气体，气体中加固体或者液体．（另外注意加入的铁一般不用铁条或者铁片，而是用铁粉，防止反应在固体表面发生后铜在表面附着，阻碍了反应的进行，从而导致最终铜粉内含有铁固体，且很难用酸类反应掉）．
故答案：
（1）

（2）①甲，可得到纯净的FeSO4晶体；使废液中的铜全部被置换出来
②过滤．

点评 在做题过程中，有时前后之间有牵连，有时是没有关系的，所以在解题时就要分析清楚，避免干扰．

练习册系列答案
相关题目
15．我们常用如图所示的装置演示工业炼铁的原理：

（1）装置A中出现的现象是红色粉末变成黑色；该实验有一个明显的缺陷，你的改进方法是在C处放一个点燃的酒精灯．装置B中发生反应的化学方程式为Ca（OH）2+CO=CaCO3↓+H2O．
（2）现有含氧化铁80%的赤铁矿石2000t，理论上可以炼纯铁多少吨？（用化学方程式计算）
16．右图是一种“化学氧自救器”，主要用于煤矿井下应急．它利用人呼出的二氧化碳与自救器药罐中的生氧剂（超氧化钾KO2）接触产生氧气，该反应的化学方程式为：4KO2+2CO2═2X+3O2，则X的化学式是K2CO3．
13．为了防止钢铁生锈，下列措施不恰当的是（　　）
A．在铁制品表面镀上一层锌B．在车船的表面喷涂油漆
C．用洗涤剂把铁制品表面的油膜洗净D．将使用后的菜刀擦干
20．小明买了一种“汽泡爽”如图1的冲调饮料．
【饮料说明】
①主要原料：柠檬酸（C6H8O7）和小苏打（NaHCO3）；
②使用说明：将一包“汽泡爽”粉末倒入玻璃杯中，加入200mL冷水，看到有大量气泡快速生成，待粉末完全溶解，就得到一杯果味饮料．
小明观察了饮料说明后，他借助化学实验的方法，探究“汽泡爽”产生气体的成分，以及加水温度对产生气体量的影响．
【实验一】探究“汽泡爽”产生气体的成分．
（1）小明阅读资料发现：“汽泡爽”原料中的柠檬酸（C6H8O7）和小苏打（NaHCO3）粉末混合后加水，可以发生以下反应，填写生成气体的化学式．3NaHCO3+C6H8O7═C6H5O7Na3+3H2O+3CO2↑
（2）为了检验该气体，小明选择的试剂是澄清的石灰水．
【实验二】探究加水温度对产生气体量的影响．
（1）小明先用冷水和热水各冲了一杯饮料，品尝时发现冷水冲的饮料中气泡较多，热水冲的饮料中气泡较少．当他摇动杯子时，发现有大量气泡从水中逸出．他查阅资料发现：随着温度升高，气体在一定量的水中溶解的量会迅速降低．于是小明设计了如下实验方案，请填写表中空白．
实验序号加入水的体积加入水的温度收集到的气体的体积
1200mL15℃a（待记录）
2200mL50℃b（待记录）
A     B     C
（2）在老师的帮助下，小明采用相同的两套实验装置（如图2）分别完成上述实验，在A中加入水，再加入一袋“汽泡爽”，迅速塞紧胶塞．量筒C用于收集A中产生的气体所排出的液体，冷却至室温后读取数据．B中油层的作用是防止二氧化碳溶解在B装置的水中．
（3）通过实验，小明测得：a=64mL，b=132mL，由此获得结论：“汽泡爽”产生气体的量与加水温度有关系．但是老师看到小明的实验报告后却指出：两套装置中，“汽泡爽”产生气体的总量应该近似相等，与温度关系不大，其本质原因是：依据化学方程式，一包“汽泡爽”产生气体的量与反应物（柠檬酸和小苏打）的量有关，与温度无关
（4）通过反思，为了证明老师的观点，小明继续利用（3）中已反应完的两套装置，又做了一步实验，发现两套装置最终收集到的气体的总量确实相近，他的实验操作是不断摇动两套装置中的锥形瓶A，继续收集气体并测量体积．
10．铁暴露在空气中会生锈．切开的苹果放置不久，果肉上也会产生一层咖啡色的物质，也好象是生了“锈”一样．某化学活动组对此进行了探究．
【提出问题】是什么原因造成果肉“生锈”的呢？
【猜想与假设】
猜想①：可能与空气没有关系，只是果肉内的物质自身相互反应而“生锈”．
猜想②：可能是果肉中的物质与空气中的氧气作用而“生锈”；
猜想③：可能是果肉中的物质与空气中的氮气作用而“生锈”；
猜想④：可能是果肉中的物质与空气中的二氧化碳作用而“生锈”；
【查阅资料】苹果果肉里的物质（酚和酶）与空气接触发生反应，生成咖啡色的物质．
【实验探究】针对以上猜想，活动组对所有猜想设计了如图所示的实验方案进行了验证，并观察到实验现象．

实验较长时间后，发现B（填字母编号）试管中的苹果生锈．
【得出结论】苹果果肉里的物质（酚和酶）与空气中氧气发生了反应，生成咖啡色的物质．
【反思与评价】在验证猜想①时，同学们发现，如果水不与空气隔绝，果肉放在水中时间长了也会变色，其原因是水中能溶解一定量的氧气．
【应用】根据上述结论，要防止果汁变质，加工和保存果汁时可采取的措施是：隔绝氧气．
17．水蒸气通过灼热的焦炭后得到的混合气体有哪些成分？某科学兴趣小组在老师的指导下，对此进行了实验探究．
提出猜想】
1．该混合气体只含有一氧化碳、氢气
2．该混合气体含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气
3．该混合气体只含有二氧化碳、氢气和水蒸气
【查阅资料】
a．无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色．
b．碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物．
c．浓硫酸具有强烈的吸水性，常用作某些气体的干燥剂
【实验过程】同学们在老师的指导下设计了如图所示装置，并进行了实验（部分夹持仪器已略去）．

（1）装置A中无水硫酸铜变蓝，装置B中澄清石灰水变浑浊，由此得出的结论为混合气体中有水蒸气和二氧化碳．B中变化的化学方程式为Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O．
（2）装置C中的药品为氢氧化钠溶液．
（3）E中氧化铜变红、F中无水硫酸铜变蓝、G中澄清石灰水变浑浊，说明混合气体中还存在的气体是氢气和一氧化碳； E中的变化说明氧化铜具有还原性．
【实验结论】猜想2正确．
14．同学们在做实验时发现，将镁条放入某CuCl2溶液中，镁条表面有气泡产生．对于这一“异常现象”产生原因，同学们设计了以下探究方案进行讨论．其中没有意义的是（　　）
A．甲同学推测该气体可能是H2，于是收集气体并检测该气体
B．乙同学猜想该CuCl2溶液呈酸性，并用pH试纸检测
C．丁同学用镁粉与该CuCl2溶液反应，观察产生气泡的快慢
D．丙同学用锌粒与该CuCl2溶液反应，观察是否有气泡产生
15．下列物质鉴别或检验过程，主要涉及物理变化的是（　　）
A．用带火星的木条鉴别空气和O2
B．用澄清石灰水鉴别CO2和CO
C．用闻气味法鉴别酒精和白醋
D．用硫酸铜粉末检验某物质中是否含有水

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