题目内容

4．某课外小组在研究金属与酸的化学反应时，设计了以下三个实验．

某课外小组在研究金属与酸的化学反应时，设计了以下三个实验：
【实验一】锰为不锈钢主要的添加元素．锰的氧化物是不锈钢的保护膜，可以提高不锈钢的耐腐蚀性．
（1）相同温度下，取大小相同、表面光亮的锰、镁、铜三种金属片，分别投人足量的、质量分数相同的稀盐酸中（反应中锰的化合价为+2价），现象如下：
金属种类锰（Mn）镁铜
与盐酸反应略慢快无明显现象
上述三种金属的活动性由弱到强的顺序是铜锰镁；写出锰与稀盐酸反应的化学方程式：Mn+2HCl═MnCl2+H2↑．
（2）金属与酸的反应存在某种规律，请你分析下表中的数据，找到对应关系．
等质量的金属（a克）与足量盐酸反应镁铁锰
金属的相对原子质量245655
产生氢气的质量（g）$\frac{a}{12}$$\frac{a}{28}$$\frac{a}{27.5}$
找到的规律化合价相同的情况下，相对原子质量越大产生的氢气质量越小
（只描述规律，不写前提）
【实验二】应用：完成下列实验方案，（要求采用与实验一中不同的方法）
实验目的实验操作实验现象和结论
探究Mn和Cu的金属活动性强弱
【实验三】根据不同种金属与同种酸能否反应以及反应的剧烈程度，可判断金属的活动性．也可根据同种金属与不同种酸反应的快慢，来判断不同种酸的酸性强弱．为比较盐酸和醋酸的酸性强弱，设计了如下实验方案．装置如图1所示（夹持和固定装置已略去）．在两试管中分别加人过量镁条，同时将相同浓度的稀盐酸和稀醋酸注人相应试管中，观察产生氢气的速率和体积．试回答下列问题：
（1）盐酸与镁反应的化学方程式为Mg+2HCl=MgCl2+H2↑，基本类型为置换反应．
（2）实验中收集到氢气的体积与时间的关系如图2所示．分析图中曲线变化规律，可得出盐酸酸性比醋酸强（填“强”或“弱”）．
（3）实验中稀盐酸与镁条反应时，量筒中收集到氢气的体积比理论值高，可能的原因是①④．
①反应放热
②试管中有氢气残留
③实验装置气密性不好
④酸液进入试管，占据了一定的体积．

分析 【实验一】仔细分析表中现象与数据可得出金属活动性顺序及金属与酸反应产生的氢气与相对原子质量的关系；
【实验二】金属活动性强弱的探究，是金属性质的而一个重要方面．金属活动强弱可以通过不同的而金属是否能够与同种试剂反应和反应的快慢，也可以借助其中一种金属与另外金属对应的盐是否反应来获得结论；
【实验三】（1）根据金属与酸反应的规律书写化学方程式并判断反应类型；
（2）酸性越强，与金属反应速率越快；
（3）金属和酸放出热量，使气体体积膨胀，酸液从注射器试管，占据了一部分体积．

解答 解：【实验一】有金属与酸反应快慢和是否反应可知他们的活动性为镁＞锰＞铜；锰能与酸反应：Mn+2HCl═MnCl2+H2↑；
分析表中数据可知：化合价相同的情况下，相对原子质量越大产生的氢气质量越小．
【实验二】对于Mn和Cu的金属活动性的探究，我们可以设计出的方案有：①Mn、Cu、H2SO4溶液，锰能与酸反应Mn+H2SO4=MnSO4+H2↑；得出Zn＞H，Cu+H2SO4不反应得出H＞Cu，故Zn＞Cu；
②Mn、CuSO4溶液，Mn+CuSO4=MnSO4+Cu，锰表面有红色物质出现，得出Zn＞Cu；
③Cu、MnSO4溶液，Cu+MnSO4不反应，得出Mn＞Cu．金属若与另一金属对应的盐反应，则该金属比后者活泼；若不反应，则后者比前者活泼．
【实验三】（1）盐酸与镁反应的化学方程式为 Mg+2HCl=MgCl2+H2↑，反应的基本类型为 置换．
（2）从图中看出，盐酸与镁反应生成氢气是速率快，说明盐酸酸性比醋酸强；
（3）实验中稀盐酸与镁条反应时，量筒中收集到氢气的体积比理论值高，就要从造成气体体积增大的原因考虑，如气体受热膨胀，进入的液体占据一部分体积等．
故答案为：【实验一】（1）铜锰镁   Mn+2HCl═MnCl2+H2↑；
（2）化合价相同的情况下，相对原子质量越大产生的氢气质量越小
【实验二】

实验目的实验操作实验现象和结论
探究Mn和Cu的金属活动性强弱取少量硫酸铜溶液于一支试管中，然后加入少量的金属锰一段时间后，如果能看到红色的固体析出，说明锰的活动性比铜强；如果没有现象，说明锰的活动性比铜弱
【实验三】
（1）Mg+2HCl=MgCl2+H2↑；置换
（2）强
（3）①④

点评 同种酸与不同中金属反应时，金属越活泼，反应速率越快，同样，同种金属与酸反应时，酸性强的酸反应速率快．

练习册系列答案
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6．下列与化学反应有关的知识内容完全正确的一组是（　　）
A①食品包装填充氧气--防止变质、变形
②湿衣服在夏天比在冬天更快晾干-分子间有间隔		B①H2、CH4都是可燃气体--点燃前
须检验纯度
②墙内开花墙外香--分子不断运动
C ①要积极植树造林---保护空气，减少污染
②自来水消毒剂ClO2中氯元素的化合价为1价		D ①少用塑料购物袋--有利于减少“白色污染”
②工业上用分离液态空气法制氧气发生了化学反应
A．AB．BC．CD．D
15．许多金属单质都能与空气中的氧气反应，当条件不同时产物也不同，
（1）铁器在潮湿的空气中表面会生锈，铁锈中红色物质的化学式是Fe2O3．
细铁丝在氧气中能发生燃烧，反应的化学方程式是3Fe+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe3O4．
铁粉与水蒸气在高温时生成两种产物，一种是由磁性的黑色固体，另一种是无色气体．该反应的基本反应类型是置换反应．
（2）查阅资料知，铜锈的主要成分为Cu2（OH）2CO3，加热时会发生如下反应：Cu2（OH）2CO3$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2CuO+H2O+CO2↑，为了确定铜锈的组成，某化学兴趣小组同学设计了如下实验．
Ⅰ．称取一定质量的铜锈，在玻璃试管中充分加热；
Ⅱ．将Ⅰ中生成的气体通入澄清石灰水中；
Ⅲ．将Ⅰ中生成的固体在玻璃管中再次加热，同时通入氢气．
请回答下列问题：
实验Ⅱ中的现象是澄清石灰水变浑浊．
实验Ⅲ中的现象是玻璃管中的黑色固体变为红色．
为了证明Cu2（OH）2CO3中含有氢元素，应怎样改进实验？应在装置Ⅰ所产生的气体通入澄清石灰水之前，先通过无水硫酸铜．
有同学认为通过上面的实验能完全确定铜锈的化学式，你不同意（填“同意”或“不同意”）该同学的观点，理由是本实验不能确定Cu2（OH）2CO3中各组成元素的质量比，故无法写出其化学式．
（3）利用如图所示装置来他那就金属铜被锈蚀的化学环境．请回答下列问题：

参照铁的锈蚀条件，依据元素守恒原理推测铜发生锈蚀的条件是铜与空气中的氧气、水和二氧化碳同时接触．
上述4种情况中锈蚀最为严重的是A（填写字母序号）．
12．阅读下面科普短文．
锂电池是指电极材料含金属锂或含锂化合物、使用非水溶液做离子导体的电池．最早出现的锂电池利用
化学反应Li+MnO2═LiMnO2提供电能．
银白色的金属锂是所有金属中最轻的一种，它的化学性质活泼，常温下就能和空气中的氧气化合成氧化锂；锂还能和水剧烈反应变成氢氧化锂（LiOH），同时放出一种可燃性气体．
随着科技的发展，锂电池的应用范围逐步扩大，一类新型锂电池--锂离子电池大量应用在手机、笔记本电脑和家用小电器上．锂离子电池由正极、负极、隔膜和电解液构成，正极材料（如石墨）和负极材料（如LiCoO2）均能传导电子，电解液在正、负两极之间起输运离子、传导电流的作用．锂离子电池采用一种类似摇椅式的工作原理，充放电过程中锂离子在正负极间来回穿梭，从一边“摇”到另一边，往复循环，实现电池的充放电过程．
由于锂离子电池中包含的电解液多含有机物，普遍存在易燃问题，在过充、过放、短路及热冲击等滥用的状态下，电池温度迅速升高，常常会导致电池起火，甚至爆炸．因此，目前大多数数码产品都会配备相应的保护元件，当检测到电池到达满电状态，会自动切断充电电路．
依据文章内容，回答下列问题：
（1）锂离子电池由正极、负极、隔膜和电解液构成．
（2）锂离子电池的正极材料采用石墨是利用了其导电物理性质．
（3）锂电池使用非水溶液做离子导体的原因是．2Li+2H2O═2LiOH+H2↑（写出反应的文字或符号表达式）
（4）安全使用锂离子电池的措施有避免过充．
19．下列实验操作，错误的是（　　）
A．用肥皂水鉴别硬水和软水
B．用托盘天平称取5.6 g氯酸钾
C．将带火星的木条放入集气瓶中检验氧气是否收集满了
D．酒精灯使用完毕后，用灯帽盖灭
9．用化学符号表示：
（1）2个铁离子2Fe2+             
（2）空气中含量最多的物质N2
（3）2个水分子2H2O             
（4）氧化钙中氧元素的化合价为负2价Ca$\stackrel{-2}{O}$．
16．用木炭还原氧化铜的实验如图，回答下列问题：
（1）在实验过程中能证明发生化学变化的现象是黑色粉末变成红色，澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式：2CuO+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO2↑，该反应属于置换反应反应类型．
（2）酒精灯加网罩的目的提高火焰温度；
（3）该实验装置反应还可以做煅烧石灰石实验．
13．如图是实验室常用的制取气体的发生装置和收集装置，根据题目的要求，回答问题．

（1）写出装置A中两种玻璃仪器的名称：酒精灯、试管．
（2）写出用过氧化氢制氧气反应的文字表达式为过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气．
（3）实验室加热高锰酸钾制氧气，发生装置应选择A（填序号），试管口要放一团棉花，
目的是防止高锰酸钾粉末进入导管．
（4）收集氧气可以选择装置C 或D（填序号），原因分别是氧气不易溶入水、氧气密度比空气大．
（5）如果在加热高锰酸钾制取氧气时用装置C收集氧气，实验完毕后应先将导管移出水槽然后再将酒精灯熄灭．
14．根据如图提供的信息，回答相关问题

（1）图A中铝原子的核电荷数为13，2个铝离子用化学符号表示为2Al3+A中铝元素与地壳中含量最多的非金属元素形成化合物的化学式为Al2O3．
（2）E中X为8，C在化学反应中是失（填“得”或“失”）电子达到稳定结构．
（3）用元素符号写出B和D两种粒子构成化合物的化学式MgCl2．

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