Question

8．化学活动课上同学们对金属的性质及合金的成份进行了探究，请你参与．
（1）取等质量的金属，分别加入足量稀硫酸，完成如表四组实验．

药品/序号	A	B	C	D
金属	铜粉	锌粉	锌粉	镁粉
稀硫酸	9.8%硫酸	19.6%硫酸	9.8%硫酸	9.8%硫酸

①写出实验中一个反应的化学方程式Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑或Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑．
②根据表中ACD实验（选填序号），即可判断Mg、Cu、Zn三种金属的活动性顺序．
（2）探究合金的成份，某合金可能由Mg、Cu、Zn、Al四种金属中的两种组成．
[提出问题]合金由哪两种金属组成？
[实验探究]①取该合金m₁g，在足量氧气中反应，生成固体质量为m₂g，m₁和m₂的关系如图所示，则（m₁-m₂）g表示的意义是参加反应的氧气的质量．
②再向m₂g的固体中加入稀硫酸，微热，固体全部溶解，得溶液M，继续进行如下实验，补充完成内容．

实验操作	实验现象	结论和化学方程式
向M中加入ag铁粉、搅拌		化学方程式：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑ M中的溶质：CuSO4、H2SO4
过滤，把所得固体洗涤、干燥，称其质量也为ag，并向此固体中加入稀硫酸	无明显现象

[分析结论]③若m₁=4，m₂=7.2，结合上述实验分析，合金的成份是铜和铝．
（3）根据上述实验总结金属的化学性质金属能与酸反应，能与氧气反应，金属还能与某些盐反应．

Answer 1

分析 根据金属的性质进行分析解答，在金属活动性顺序中，氢前的金属能与酸反应生成氢气，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；某些金属能与氧气反应生成金属氧化物，根据反应前后的质量确定金属的类别，据此解答．

解答 解：（1）①锌能与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，镁能与硫酸反应生成硫酸镁和氢气，故填：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑或Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑；
②要比较金属的活动性顺序，可以依据金属能否与酸反应以及与酸反应的剧烈程度，需要控制金属的质量、酸的类别、酸的质量分数以及金属与酸的接触面积，故选择ACD三组实验即可，故填：ACD；
（2）①取该合金m₁g，在足量氧气中反应，生成固体质量为m₂g，则是生成的氧化物的则是，故根据图示可以看出，（m₁-m₂）g表示的是参加反应的氧气的质量，故填：参加反应的氧气的质量；
②加入铁粉以后得到的固体中加入稀硫酸，没有现象，说明该金属不能与稀硫酸反应，故是铜，也就是说将铁粉加入M中，铁能与其中含有的硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，故会观察到有红色固体析出；
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
56                            64
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56
根据该反应的化学方程式可以看出，若只是铁与硫酸铜反应，反应后固体质量增加，故不可能是铁只与硫酸铜反应，必然有一部分铁会与硫酸反应，故M中的溶质含有硫酸和硫酸铜，故填：

实验操作	实验现象	结论和化学方程式
向M中加入ag铁粉、搅拌	有红色固体析出，有气泡产生	化学方程式：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑ M中的溶质：CuSO4、H2SO4
过滤，把所得固体洗涤、干燥，称其质量也为ag，并向此固体中加入稀硫酸	无明显现象

③若m₁=4，m₂=7.2，则参加反应的氧气的质量为：7.2g-4g=3.2g，设假设4g金属全部是铜，则生成氧化铜的质量为：
2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO
128             160      
4g               5g
假设参加反应的金属全部是镁，则生成氧化镁的质量为：
2Mg+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO
48                   80
4g                   6.7g
假设参加反应的金属全部是锌，则生成氧化锌的质量为：
2Zn+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2ZnO
130             162
4g                5g
假设参加反应的金属全部是铝，则生成氧化铝的质量为：
4Al+3O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2Al₂O₃
108                  204
4g                       7.6g
由于生成的氧化物的质量是7.2g，根据近似平均值，可以看出，另一种金属是铝，故合金的成分是铜和铝，故填：铜和铝；
（3）根据以上实验探究过程可以看出，金属能与酸反应，能与氧气反应，金属还能与某些盐反应，故填：金属能与酸反应，能与氧气反应，金属还能与某些盐反应．

点评 本题考查的是金属性质的实验探究，完成此题，可以依据已有的金属的性质以及物质间反应的实验现象、化学方程式的计算进行．