题目内容

金属材料被广泛地应用于我们的生活中,不仅是因为其物理性能优良,还与它们的化学性质密切相关。下面是小明同学设计测定金属铁、铜和镁的活动性的探究实验过程和实验记录,请你一起探究。
【实验记录】测定金属铁、铜和镁的活动性强弱
【所用试剂】稀硫酸、硝酸银溶液、光亮的薄铁片、薄铜片、薄镁片
【实验过程】
步骤Ⅰ将铁片、铜片、镁片分别在空气中点燃片刻,观察燃烧现象;
步骤Ⅱ将铁片、铜片、镁片分别放入三支盛有浓度相同、体积相同的稀硫酸的试管中;
步骤Ⅲ将铁片、铜片、镁片分别放入三支盛有浓度相同、体积相同的硝酸银溶液的试管中。
【实验记录】用“√”表示能观察到实验现象,用“-”表示观察不到实验现象(见下表)。实验现象记录如下表

金属
空气
稀硫酸
硝酸银溶液
铁
-
√
√
铜
-
-
√
镁
√
√
√
 
(1)通过步骤Ⅰ可以得出三种金属中镁的金属活动性最强,判断依据是_______。
(2)运用“控制变量法”设计实验方案是化学研究的重要方法。步骤Ⅱ和步骤Ⅲ中,需要控制的实验条件除了金属的体积、溶液的体积、溶液浓度以外,还需要控制的条件是_______________________,写出镁和稀硫酸反应的化学方程式_______________,此反应属于________________________。
【实验结论】金属铁、铜和镁的活动性由强到弱的顺序是__________(用元素符号表示)。
【反思交流】若利用上述试剂制取氢气,小明认为应该选择金属铁和稀硫酸反应,而不选择金属镁和稀硫酸反应,他的理由是______________。

(1)在空气中,镁和氧气反应最剧烈
(2)溶液的种类      Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑  置换反应
【实验结论】Mg>Fe>Cu
【反思交流】Mg和稀硫酸反应速率太快,不易控制

解析

练习册系列答案
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某实验小组的同学用氢氧化钙溶液和盐酸进行酸碱中和反应的实验时,向烧杯中的氢氧化钙溶液加入稀盐酸一会后,发现忘记了滴加指示剂。因此,他们停止滴加稀盐酸,并对烧杯内溶液中的溶质成分进行探究。
Ⅰ. 写出该中和反应的化学方程式:                                      。
Ⅱ. 探究烧杯内溶液中溶质的成分。
【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么?
【猜想】猜想一:可能是CaCl2和Ca(OH)2;猜想二:可能只有CaCl2;
猜想三:                                 。
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。 
【进行实验】
实验步骤:取少量烧杯内溶液于试管中,滴入几滴酚酞溶液,振荡
实验现象:               结论:猜想一不正确
实验步骤:取少量烧杯内溶液于另一支试管中,逐滴加入碳酸钠溶液至过量
实验现象:                       结论:猜想二不正确,猜想三正确
【反思与拓展】
(1)在分析化学反应后所得物质成分时,除考虑生成物外还需考虑           。
(2)根据所学化学知识,验证烧杯内溶液中的溶质含有HCl,除以上方案外,还可使用     (填序号)完成该实验,具体操作方法是                                                   。
a.pH试纸     b.铜    c.无色酚酞试液       d.硝酸银溶液
(3)烧杯中的溶液未经处理直接倒入下水道,可能造成的危害是                  (写一条)。要处理烧杯内溶液,使其溶质只含有CaCl2,应向烧杯中加入过量的一种物质,该物质的化学式为             。

某化学实验活动小组的同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体的成分,进行了有关实验。参与他们进行的探究活动:
【提出问题】久置氢氧化钠固体的成分是什么?
【猜想与假设】
猜想Ⅰ:全部是NaOH;
猜想Ⅱ:全部是Na2CO3;  猜想Ⅲ:                       。
【实验与探究】
(1)分析:暴露在空气中的氢氧化钠会变质,变质原因是(用化学方程式表示)______________________
(2)实验如下:

实验操作步骤
实验现象
结论及解释
步骤一:取少量固体样品于试管中,加蒸馏水完全溶解,然后加入足量的_________。
实验过程中始终没有气泡产生。
 
则证明猜想     成立。
步骤二:另取少量固体样品于试管中,加蒸馏水完全溶解,然后滴加氯化钡溶液。
 
实验过程中产生          
                        
则证明猜想Ⅱ或Ⅲ成立。此过程中发生反应的化学方程式为                 
_____________________
 
(3)为了进一步的验证猜想结果,小明同学提出如下实验方案:继续步骤二的实验,过滤,然后向滤液中滴加无色酚酞试液,若酚酞变红,则猜想_________成立;若酚酞不变红,则猜想______成立。
小华同学立即对小明同学的方案提出了质疑,通过查阅资料知道,氯化钡溶液呈中性,不能使无色酚酞试液变红,但碳酸钠溶液呈             性(填“酸”或“碱”),能使酚酞变红,因此他认为该方案的操作步骤中应该改进的是                                          。

某化学实验小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中,发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出。生成的是什么气体呢?同学们决定进行探究。探究前老师提示,该反应生成的气体只有一种。
【提出猜想】生成的气体可能是SO2或O2或H2。
【查阅资料】
①SO2与二氧化碳化学性质相似,如它也能使澄清石灰水变浑浊。
②浓硫酸具有强烈的吸水性,可做气体的干燥剂。
③H2与CO均可以还原金属氧化物。
【方案设计】甲同学设计了如下实验方案,验证猜想的气体。

甲同学认为:若观察到                                            ,则气体为SO2。 若观察到                    ,则气体为O2。
【实验探究】
①实验开始时,应先将收集到的气体从a处通入一段时间后,再点燃 C 处酒精灯。
这样操作的目的是                                                              。
②实验过程中发现 A 装置中溶液不变浑浊, C 装置中表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色,试管壁上有水滴生成;
【实验结论】①铁粉与该硫酸铜溶液反应时,产生的气体是                。
②铁放入该硫酸铜溶液中所发生反应的化学方程式为                              。
【实验反思】
乙同学认为甲同学的实验方案操作复杂,他只需一盒火柴即可确定该气体成分。你认为乙同学的实验方案是                                                                       。

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