题目内容

利用金属和某些溶液能否发生置换反应可以确定金属活动性顺序．为了验证铝、铁、铜的金属活动性顺序，某同学设计了两个合理方案，所需试剂如下：
方案一：铝片、、铜片；
方案二：铝粉、氯化亚铁溶液、硫酸铜溶液．
（1）方案一中缺少的试剂可以是；
（2）写出方案二的实验操作步骤、预期现象和反应的化学方程式．

解：铝、铁、铜三种金属的活动性顺序是：铝＞铁＞铜，常见的设计方案有：两头金属中间盐，中间金属两头盐；
（1）根据给定的两种金属，因此可以选择和中间金属的盐溶液混合，将两头金属分别放入硫酸亚铁溶液中，铝能与硫酸亚铁反应，而铜与硫酸亚铁不反应，可以验证三种金属的活动性顺序；
（2）本方案不能直接验证三种金属的活动性顺序，因此要通过多步操作完成：分别取适量的硫酸亚铁溶液和硫酸铜溶液于试管中，将铝粉分别加入到氯化亚铁溶液和硫酸铜溶液中，看到在硫酸亚铁溶液中的铝粉的表面附着一层银白色的金属，说明铝的活动性比铁强；而在硫酸铜溶液中的铝粉表面附着一层红色固体，说明铝的活动性比铜强；
为了比较铁和铜的活动性强弱，再把附着铁的铝粉加入到硫酸铜溶液中，会发现银白色的金属又附着一层红色固体，说明铁的活动性比铜强，从而验证三种金属的活动性强弱；
反应的方程式为：2Al+3FeCl₂=2AlCl₃+3Fe；2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu；Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
故答案为：（1）硫酸亚铁；（2）分别取适量的硫酸亚铁溶液和硫酸铜溶液于试管中，将铝粉分别加入到氯化亚铁溶液和硫酸铜溶液中，看到在硫酸亚铁溶液中的铝粉的表面附着一层银白色的金属，说明铝的活动性比铁强；而在硫酸铜溶液中的铝粉表面附着一层红色固体，说明铝的活动性比铜强；
为了比较铁和铜的活动性强弱，再把附着铁的铝粉加入到硫酸铜溶液中，会发现银白色的金属又附着一层红色固体，说明铁的活动性比铜强，从而验证三种金属的活动性强弱；2Al+3FeCl₂=2AlCl₃+3Fe；2Al+3CuSO₄=Al₂（SO₄）₃+3Cu；Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu．
分析：根据金属和盐溶液发生置换反应的规律分析设计实验：在金属活动性顺序中，只有前面的金属可以把排在它后面的金属从盐溶液中置换出来，钾、钙、钠除外．
点评：本题考查金属活动性顺序的应用，要求我们能根据金属活动性顺序设计实验方案验证金属的活动性顺序；依据活动性强的金属能将活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来，活动性顺序中位于氢之前的金属能与酸反应放出氢气．．

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（1）步骤①②中含铜元素的物质发生反应的化学方程式：
①

2Cu+O₂=2CuO

、②

CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O

（2）写出本方案中处理废气的方法（用化学方程式表示）：

2NaOH+SO₄=Na₂SO₄+H₂O

某金属冶炼厂的管道烟泥中含有某些金属，随机取样对烟泥进行分析．由右表中的数据可知，在烟泥中含有相当量的铜、锌以及能造成污染的硫．因此从效益和环保角度出发，应考虑把铜、锌回收利用，并对硫进行适当的处理．
烟泥样品中部分元素质量分数表

编号	Cu	Zn	S
1	10.3%	5.0%	1.2%
2	11.5%	4.9%	1.8%
3	12.4%	10.3%	0.9%

[设计方案]

（1）写出步骤①②中含铜元素的物质发生反应的化学方程式：
①

、②

．
（2）写出本方案中处理废气的方法（用化学方程式表示）：

．
（3）步骤⑤中所用的操作方法是：

．
（4）在步骤④中，可选用试剂

从混合溶液A中得到铜．

（2012?泰州）硫酸是常见的酸，也是常用的化工原料．由于浓度不同，浓硫酸与稀硫酸在性质上存在较大差异，如浓硫酸具有脱水性、吸水性和强腐蚀性等．某课外兴趣小组为了探究浓硫酸的某些特性做了如下一些实验．请结合有关实验，按要求回答下列问题：

（1）用玻璃棒蘸取少量浓硫酸在滤纸上写字，过后观察，字迹显黑色，这主要是由于浓硫酸具有

脱水

性，使纸中的纤维素炭化的缘故；在洗气瓶中盛放浓硫酸，除去氢气或氧气中的水分，是利用其

吸水

性．
（2）探究浓硫酸的吸水性．兴趣小组把98%的硫酸10mL和63.3%的硫酸（用10mL98%的硫酸与10mL水配成）约20mL分别放入两个相同的大表面皿中，称量、观察、记录、分析．根据室温环境下实验的数据绘成的曲线如图：
①稀释浓硫酸时，应将

浓硫酸

缓缓地注入盛有

水

的烧杯中并不断搅拌；
②由右图曲线你能得到的实验结论有哪些？（写两点）

浓硫酸和一定浓度以上的稀硫酸都具有吸水性

、

浓硫酸吸水能力比稀硫酸强（吸水速度快、吸水量大）

．
（3）探究浓硫酸能否使铁钝化（钝化指在表面形成氧化膜保护层，使内层金属不再发生变化）．可选用的实验药品有：相同铁片若干、浓硫酸、稀硫酸、硫酸铜溶液等．实验仪器任选．
①兴趣小组已经完成下表实验Ⅰ和Ⅱ，请你帮他们将实验报告补充完整．

方案	实验假设	实验方案	实验现象与结论
Ⅰ	能发生钝化	取一铁片先插入浓硫酸中，一段时间后取出，再插入硫酸铜溶液中．	无明显变化，假设成立．
Ⅱ	能发生钝化	取两片相同的铁片，一片放入浓硫酸中，一段时间后取出，与另一片同时放入硫酸铜溶液中．	浸过浓硫酸的铁片表面无明显变化，另一铁片表面产生红色固体浸过浓硫酸的铁片表面无明显变化，另一铁片表面产生红色固体，假设成立．

你认为方案Ⅱ与方案Ⅰ相比，方案Ⅱ的优点是

采用了对比实验的方法，更科学

．
②请你选用提供的药品再设计一个实验，简述实验方案：

取两片相同的铁片，一片放入浓硫酸中一段时间，取出，与另一片同时放入稀硫酸溶液中．（其它合理答案均可）

．
③某同学将一铁片插入盛有98%的浓硫酸的试管中，无明显变化，再给试管加热一段时间后，发现溶液变色并有刺激性气味气体产生，此现象说明：

加热条件下，氧化膜被破坏（被浓硫酸溶解），铁继续与浓硫酸反应．（或热的浓硫酸能与铁反应产生刺激性气体；或热的浓硫酸不能使铁钝化；或铁的钝化随条件的改变而改变；或铁与浓硫酸的作用与温度有关）（其它合理答案均可）

．

（2013?徐州）合金在生活中应用十分广泛．已知某合金粉末除含铝外，还含有铁、铜中的一种或两种．小明利用如图装置对合金粉末中铁、铜的存在进行探究时，误把氢氧化钠溶液当成稀硫酸加入到锥形瓶中，他惊奇的发现有无色气体放出，注射器活塞向右移动．
【提出问题】难道NaOH溶液也能与某些金属发生化学反应吗？
【查阅资料】
（1）铝能与氢氧化钠溶液反应，铁、铜不能与氢氧化钠溶液反应．
（2）铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑（NaAlO 2 溶于水，溶液现无色）
【进行猜想】猜想1：该合金粉末中除铝外，还含有铁．
猜想2：该合金粉末中除铝外，还含有

铜

．
猜想3：该合金粉末中除铝外，还含有铁、铜．
【实验探究】下列实验（见表1）仅供选用的试剂：20%的硫酸溶液、30%的NaOH溶液．
表1实验记录

实验步骤	实验现象	结论
①取一定量的合金粉末，加过量的 30%的NaOH溶液 30%的NaOH溶液，充分反应后过滤，滤渣备用	粉末部分溶解，并有无色气体放出	合金中一定含有铝铝
②取步骤①所得滤渣，加过量 20%的硫酸溶液 20%的硫酸溶液，充分反应	滤渣部分溶解，并有无色气体放出，溶液呈浅绿色	合金中一定含有铁、铜铁、铜