题目内容
19.甲同学家新换了水龙头,从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬的.她想到在学过的金属活动性顺序中并没有金属铬,为比较铬与常见金属铁、铜的活动性强弱,她和同学们在应用所学知识进行分析的基础上,提出了以下猜想,并进行了实验探究.【作出猜想】
猜想1.Cr>Fe>Cu; 猜想2.Fe>Cu>Cr; 猜想3.你的猜想是Fe>Cr>Cu.
【查阅资料】
①铬(Cr)是银白色有光泽的金属,在空气中其表面能生成抗腐蚀的致密的氧化膜.
②铬能与稀硫酸反应,生成蓝色的硫酸亚铬(CrSO4)溶液.
【实验药品】
铁片、铬片、铜片、稀硫酸、CuSO4溶液、CrSO4溶液、FeSO4溶液.(溶液均为新制)
【甲同学实验】
甲同学取大小相等的三种金属片,用砂纸打磨光亮;再取三支试管,分别放入等量的稀硫酸.
| 实验 | 实验操作 | 实验现象 | 结论与解释 |
| 试管1 | 铁片表面产生气泡较慢,溶液变为浅绿色. | (1)实验前用砂纸打磨金属片的目的是除去金属表面的氧化膜的. (2)甲同学得到的结论是猜想1正确. | |
| 试管2 | 铬片表面产生气泡较快,溶液变为蓝色. | ||
| 试管3 | 铜片上没有变化 |
乙同学为验证甲同学的结论,又设计了以下实验.
| 实验 | 实验操作 | 实验现象 | 结论与解释 |
| 试管4 | (1)甲同学的结论正确. (2)请写出铬与硫酸铜反应的化学方程式Cr+CuSO4=CrSO4+Cu. | ||
| 试管5 |
(1)你认为乙同学没有必要做的实验是试管5中的实验没有必要做.
(2)请你结合所给的实验药品再设计一个实验,验证甲同学的结论.
| 实验操作和实验现象 | 结论与解释 |
| 甲同学的结论正确. |
分析 先根据猜想1和猜想2做出第三种猜想,然后根据题中信息①铬(Cr)是银白色有光泽的金属,在空气中其表面能生成抗腐蚀的致密的氧化膜,解答甲同学结论中的(1),根据金属和酸反应及甲同学实验中的现象解答甲同学结论中的(2);仿照铁和硫酸铜反应的产物写出铬和硫酸铜反应的化学方程式;实验反思:甲同学已比较出铁和铬都比金属铜活泼所以试管5中验证铬和铜金属活动性强弱的实验没必要做;乙同学在试管4的实验中已验证过铬能置换硫酸亚铁中的铁,故结合所给药品实验反思中的(2)实验应是为了验证金属铁和铬的金属活动性,故选用铁再和硫酸铬混合看其能否反应.
解答 解:猜想3:猜想1为Cr>Fe>Cu; 猜想2为Fe>Cu>Cr,故猜想3答案:Fe>Cr>Cu.
甲同学:(1)试管3中装的是稀硫酸和铜,铜和稀硫酸不反应.故【甲同学实验】答案:试管3的实验现象:铜片上没有变化.
根据题中信息①铬(Cr)是银白色有光泽的金属,在空气中其表面能生成抗腐蚀的致密的氧化膜,开始氧化膜先与稀硫酸接触反应生成盐和水几乎不能产生氢气,所以先除去氧化膜,故(1)答案:除去金属表面的氧化膜的.
(2)根据试管1中实验现象铁片表面产生气泡较慢,溶液变为浅绿色,可知金属铁在金属活动顺序中排在氢前,根据铬片表面产生气泡较快,溶液变为蓝色,从而得出铬也排在氢前且铬比铁活泼,因为铜不能和稀硫酸反应生成氢气,故(2)答案:猜想1正确.
乙同学:金属铬比铜活泼故铬能和硫酸铜反应生成硫酸铬和铜,故【乙同学实验】(2)答案:Cr+CuSO4=CrSO4+Cu.
【实验反思】
(1)甲同学已比较出铁和铬都比金属铜活泼所以试管5中验证铬和铜金属活动性强弱的实验没必要做,故(1)答案:试管5中的实验没有必要做.
(2)乙同学在试管4的实验中已验证过铬能置换硫酸亚铁中的铁,故结合所给药品实验反思中的(2)实验应是为了验证金属铁和铬的金属活动性,故选用铁再和硫酸铬混合看其能否反应,故(2)答案:在试管中放入打磨光亮的铁片,再加入CrSO4溶液,铁片没有变化.
答案:
【作出猜想】Fe>Cr>Cu;
【甲同学实验】铜片上没有变化;(1)除去金属表面的氧化膜的;(2)1;
【乙同学实验】Cr+CuSO4=CrSO4+Cu;
【实验反思】
(1)试管5中的实验没有必要做;
(2)在试管中放入打磨光亮的铁片,再加入CrSO4溶液,铁片没有变化.
点评 本题是对金属活动性顺序的考查,运用实验探究金属的活动性顺序,考查了实验探究的过程,注重学生运用实验分析实验能力的培养.
提出问题:滤液中的溶质是什么物质?
查阅资料:①Ca(NO3)2溶液呈中性.②Ca(NO3)2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaNO3
猜想假设:
甲同学认为:只含有NaOH;
乙同学认为:只含有NaOH Ca(OH)2;
丙同学认为:含有NaOH Ca(OH)2、Na2CO3;
你认为可能含有NaOH和Na2CO3.
分析讨论:丁同学认为丙同学的猜想肯定是不合理的,理由是如果氢氧化钙和碳酸钠同时存在时会发生化学反应.
实验设计:请你设计一个简单的实验来验证你的猜想是正确的.
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| 取滤液于试管中滴加足量的硝酸钙溶液,再滴入几滴酚酞试液 | 出现白色沉淀,酚酞试液变红色 | 猜想正确 |
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| 取滤液于试管中滴加少量的稀盐酸 | 无明显现象 | 猜想正确 |
| A. | Ca(OH)2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH可放在①位置 | |
| B. | 实验室制取氢气的反应以及铁和硫酸铜溶液的反应可放在③位置 | |
| C. | CaCO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO2↑和水分解的反应可放在②位置 | |
| D. | 3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2是氧化还原反应可放在③位置 |