题目内容

8.钛是所有金属里唯一对人体有亲和作用的金属,即钛金属是对人体没有任何伤害的金属.有同学对金属钛的活动性产生了兴趣,他与同伴们针对金属钛与常见金属铁、铜进行了如下探究,并请你一起参与,完成下列空白.
[猜想与假设]结合课本知识,他们首先对铁、铜、钛三者的活动性顺序提出了三种可能的假设:假设a:Fe>Cu>Ti;假设b:Ti>Fe>Cu;假设c:Fe>Ti>Cu.
[实验验证]
实验一:在试管中加入一定量金属钛,滴入少量稀盐酸,有气泡均匀放出,反应后固体有剩余.
实验二:取“实验一”后的溶液,加入少量铁粉,无明显现象.
[反思评价]
根据实验结论,有同学提出还可以通过金属钛与FeCl2(填化学式)溶液反应的实验来证明上述三种金属活动性的强弱.
[拓展应用]
(1)不能使用铁制容器配制农药波尔多液(原料是熟石灰和硫酸铜),原因是(用化学方程式解释)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu.
(2)资料显示,钛属于化学性质比较活泼的金属,但在常温下钛的抗腐蚀性很强.有人曾把一块钛沉到海底,五年以后取上来,发现一点也没有生锈,可能的原因是钛表面生成一层致密的氧化膜.

分析 [猜想与假设]根据铜的金属活动性可能大于钛进行解答;
[反思评价]根据排在前面的金属可以把位于其后的金属从其盐溶液中置换出来进行解答;
[拓展应用]
(1)铁能与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,使铁制容器受腐蚀解答;
(2)根据钛表面生成一层致密的氧化膜解答.

解答 解:[猜想与假设]铜的金属活动性可能大于钛,所以对三种金属的活动性顺序作出三种可能的假设:假设a:Fe>Cu>Ti;假设b:Ti>Fe>Cu;假设c:Fe>Ti>Cu;
[反思评价]在试管中加入一定量金属钛,滴入少量稀盐酸,有气泡均匀放出,反应后固体有剩余.取“实验一”后的溶液,加入少量铁粉,无明显现象.
说明铁不如钛活泼,根据实验结论,排在前面的金属可以把位于其后的金属从其盐溶液中置换出来,还可以通过金属钛与氯化铁溶液或硫酸亚铁反应的实验来证明上述三种金属活动性的强弱.
[拓展应用]
(1)铁能与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,使铁制容器受腐蚀,反应的化学方程式为:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu.
(2)钛属于化学性质比较活泼的金属,但在常温下钛的抗腐蚀性很强.有人曾把一块钛沉到海底,五年以后取上来,发现一点也没有生锈,可能的原因是钛表面生成一层致密的氧化膜.
答案:
[猜想与假设]Fe>Ti>Cu;
[反思评价]FeCl2
[拓展应用]
(1)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;
(2)钛表面生成一层致密的氧化膜.

点评 本题主要考查金属的活动性顺序的探究,关键是明确如何设计实验,进行实验,并能正确分析,得出科学的结论,可以依据金属活动性顺序及其意义进行.

练习册系列答案
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20.小新在实验室制取二氧化碳时发现:如果用大理石和稀硫酸混合制二氧化碳,一开始产生一些气泡,可使很快气泡产生的速度越来越慢,最终停止了.其原因是反应生成硫酸钙微溶物覆盖在固体的表面,阻碍了大理石与稀硫酸的接触,反应速度逐渐减慢甚至停止.因此通常下不选用大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳,对此,小新产生了疑问并大胆猜想展开实验.

(1)【猜想一】选择合适的硫酸的浓度能使反应快速进行.
【进行实验】在28℃时,用装有5ml硫酸溶液的注射器向盛有1g直径为2mm的大理石的大试管中注入硫酸,实验选取5种浓度(如图)的硫酸分5组完成,每次记录15分钟内生成气体的体积,记录在下表:
试管编号12345
气体体积(ml)3547555142
(2)【猜想二】选择合适的温度可以使反应快速进行
【进行实验】向5只分别盛有1g、直径为2mm大理石的大试管中各加入5ml相同浓度而不同温度的硫酸溶液,观察反应的情况,记录如下表:
试管编号ABCDE
温度℃4050607080
现象有气泡气泡比A试管多气泡明显比B号试管多,持续时间更长大量气泡产生于常温用严肃反应相似反应非常剧烈大理石迅速溶解并产生大量气体
(3)【实验分析】
①稀硫酸与大理石反应,在28℃时,选用硫酸的浓度最合适的是25%.
②除选用合适温度和浓度硫酸之外,在反应过程中,为防止微溶物硫酸钙覆盖在大理石上,应增加摇动试管操作,更有利气体的制备.
(4)你认为还可以研究碳酸钙固体颗粒大小对该反应速率的影响,请你设计实验简述实验步骤取1g块状大理石与5mL25%稀硫酸,有少量气泡;取1g粉末状大理石与5mL25%稀硫酸,迅速产生较多气泡.

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