题目内容

17．某兴趣小组的同学在探究活泼金属单质与酸反应的实验时，设计了两个方案进行实验．
方案一：设计了甲乙两个装置，在室温条件下进行如下图甲乙所示实验（反应过程中装置气密性良好）．已知：试管内的镁条和铁片表面均被打磨光亮洁净，且形状、大小均相同；同时加入两支试管中的稀盐酸质量和质量分数均相等（实验中镁条和铁片均过量）
方案二：如图丙，将等质量光亮洁净，形状厚薄相同的镁条和铁片分别放入左、右试管中，加入等质量、等质量分数的稀盐酸，充分反应后，冷却到室温，金属均有剩余，（U型管内为水，初始液面相平，反应过程中装置气密性良好）

查阅资料得知
①镁，铁的活动性均在H之前并且镁比铁活泼．
②相同条件下，相同时间内金属的活动性越强，与酸反应越剧烈．
（1）写出两个实验方案中其中一个化学反应的化学方程式Fe+2HCl═FeCl2+H2↑，或Mg+2HCl═MgCl2+H2↑
（2）该兴趣小组的同学认为方案一中长颈漏斗起非常重要的作用．
①开始时甲中长颈漏斗液体液面上升快，能否证明Mg金属活动性比Fe强？能（填“能”或者“不能”）；实验过程中甲．乙长颈漏斗液体液面都上升的原因是反应都放热，导致瓶中气体受热膨胀．
②长颈漏斗在实验还可以起平衡内外压强的作用
（3）方案二充分反应后，冷却到室温U型管中液面相平（填“左高右低”，“左低右高”，“相平”）．

分析 （1）铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，镁和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气；
（2）金属和酸反应越剧烈，单位时间内放热就越多；
（3）金属和稀盐酸反应时，如果金属过量，则生成的氢气的质量决定于稀盐酸的质量．

解答 解：（1）铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，镁和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+2HCl═FeCl2+H2↑，Mg+2HCl═MgCl2+H2↑．
故填：Fe+2HCl═FeCl2+H2↑，或Mg+2HCl═MgCl2+H2↑．
（2）①开始时甲中长颈漏斗液体液面上升快，说明镁和稀盐酸比铁和稀盐酸反应剧烈，单位时间内放热多，因此能证明Mg金属活动性比Fe强；
实验过程中甲．乙长颈漏斗液体液面都上升的原因是反应都放热，导致瓶中气体受热膨胀，从而导致长颈漏斗中的水上升．
故填：能；反应都放热，导致瓶中气体受热膨胀．
②长颈漏斗在实验还可以起平衡内外压强的作用．
故填：平衡内外压强的．
（3）方案二中，金属均有剩余，充分反应后生成的氢气质量相等，冷却到室温U型管中液面相平．
故填：相平．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．

练习册系列答案
相关题目
1．利用如图所示装置可测定空气中氧气的含量，回答下列问题：
（1）首先应该保证装置的气密性良好；
（2）为了保证氧气全部反应，加入的铜粉应该足量；
（3）为了使装置内的氧气与铜充分反应，应采取什么操作？交替缓慢推动注射器；
（4）若实验数据偏小，可能的原因有（不少于两点）：铜粉量不够；装置的密封性不好，漏气；没有冷却到室温就进行测量；
（5）反应的符号表达式为2Cu+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO．
8．探究二：设计一个优化的实验方案，验证某氯化钠溶液中混有碳酸钠、硫酸钠和氢氧化钠并提纯氯化钠，其实验流程及部分实验现象如图所示

（1）药品溶液的pH大于7（填“大于”、“等于”或“小于”），试剂甲是氯化钡溶液；
（2）第Ⅲ步实验中还可观察到的现象是产生气泡；
（3）证明药品中含有氢氧化钠的证据是第Ⅱ步加入过量氯化钡溶液后，上层清液仍为红色；第ⅵ步所得滤液中除指示剂外，还含有的溶质是氯化钠、氯化钡、氯化氢．
5．里约奥运，巴西以“绿色环保”为主题，是此届奥运会的亮点，他们采取了多种措施保护环境：
（1）可降解的塑料餐具：使用了来自中国武汉一家利用秸秆、竹粉和植物淀粉等可再生材料制造的可降解生物塑料制餐具供人们使用，在节能环保的前提下满足了卫生要求．大量焚烧秸秆会产生大量烟尘，造成严重的空气污染．目前三大环境问题是臭氧层破坏、酸雨、温室效应．
（2）环保火炬：提倡环保的里约奥运，主火炬台的火焰相对往届奥运会小了很多，奥运火炬里面的燃料，以前是用橄榄油，现在一般是采用丙烷作为燃料，已知丙烷在空气中燃烧生成水和二氧化碳，请同学们写出丙烷燃烧的文字表达式：丙烷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$水+二氧化碳．
12．现有A、B、C、D四种物质．A是无色无味的气体，B在A中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，同时生成一种有刺激性气味的气体C，D是一种无色无味的气体，把D通入澄清石灰水，石灰水变浑浊．试判断：A、B、C、D分别是什么物质．
（1）A氧气；B硫；C二氧化硫；D二氧化碳．
（2）B与A反应的文字表达式是硫+氧气$\stackrel{点燃}{→}$二氧化硫．
2．鉴别硬水和软水的简便方法是取水样于试管中，分别加入肥皂水，振荡，产生泡沫较多的是软水，较少的硬水．为了降低水的硬度，最常采用的简单方法是煮沸．
9．下列对部分化学知识的归纳中，没有错误的一组是（　　）
A、化学与健康B、化学与环境
①青少年要多食用奶制品，以补充钙元素
②纯净水安全无毒，可以长期饮用		①限制使用塑料袋
②垃圾分类回收
C、化学与安全D、化学与生活
①进入久未开启的菜窖，先进行灯火实验
②用工业盐腌制食品		①硬水煮沸后再饮用
②用聚氯乙烯塑料包装食品
A．AB．BC．CD．D
6．按照体积计算空气中氧气约占21%，某化学兴趣小组的同学按照课本的实验装置做“测定空气中氧气的体积分数”实验（图1），但测出的氧气体积分数明显偏小．请你参与探究：
【提出问题】
造成误差的原因是什么？如何改进课本实验装置？
【查阅资料】
①
颜色、状态熔点/℃燃烧所需最低温度/℃密度/g•cm-3
红磷暗红色固体5902402.34
白磷白色固体44.1401.82
②二氧化碳气体能被氢氧化钠溶液吸收
③在加热的条件下铜粉能与氧气反应生成黑色的氧化铜固体
【猜想】
甲同学：可能是导管内原存有空气，后来留有吸入的水，影响实验的准确性；
乙同学：可能是瓶内残留气体中还有氧气的缘故；
你还能做的猜想是集气瓶未冷却至室温就打开了弹簧夹（写一点即可）．
【交流与讨论】
（1）写出图1中集气瓶中发生反应的文字表达式红磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（2）丙同学认为，用木炭代替红磷也能完成图1的实验，但事先要在集气瓶中放入一定量的氢氧化钠溶液；

（3）他们对图1实验装置进行了如图2的改进．
①甲同学提出应把红磷更换为白磷，理由是白磷的着火点低，可以较容易的发生燃烧；
②通过粗铜丝来点燃玻璃管内的白磷，利用了金属铜的导热性；
③与图1实验装置相比，图2装置的一个优点是在密闭的环境中进行反应，能够减少实验误差；
【探究与反思】
（1）为验证乙同学的猜想，将铜粉在残余气体中加热，观察到铜粉变黑，所以乙同学的猜想合理（选填“合理”或“不合理”）；
（2）大家采用改进的实验装置（图2）进行实验（左边玻璃管上面的空气平均分成了5等份，并标刻度线），待玻璃管冷却、管内白色的烟幕消失，同时能观察到，得到了较准确的数据，但又意外发现左玻璃管内壁上端
附着白色固体．左玻璃管上端的白色固体主要成分可能是白磷．
7．下列方程式书写正确的是（　　）
A．KClO3$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$KCl+O3B．C+CO2═2CO
C．Al+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Al2O3D．S+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$SO2

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