Question

【题目】镀铬金属既漂亮又耐腐蚀，为了解金属铬的相关性质同学们进行了如下探究活动。

[查阅资料]

资料1：铬是银白色有光泽的金属，在空气中表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜。

资料2：铬在发生置换反应时生成Cr2+，含有Cr2+的溶液常显蓝色。

[实验药品]铝片、铬片、铜片、稀硫酸、稀盐酸、CrSO4 溶液。

[实验过程]

（1）彬彬同学取大小相同的铝片、铬片和铜片，准备浸入到盛有相同质量分数的稀硫酸的三根试管中观察现象，三种金属片放入稀硫酸前要进行预处理是_____。

记录现象如下：

	试管1	试管2	试管3
实验现象	金属片表面产生气泡缓慢，溶液逐渐变蓝色		金属片表面产生气泡较快
实验结论	三种金属的金属活动性由强到弱的顺序为_____。（ 填元素符号）

写出试管1中发生反应的化学方程式_____。

（2）明明从上面给定的实验药品中选了三种药品进行实验，也得出了上述三种金属的活动性强弱，则他选用的三种实验药品是_____，实验中发生反应的化学方程式为_____。

[学以致用]

（3）彬彬同学了解到某电镀厂废水中含有AgNO3、Cu（NO3）2 和Cr（NO3）2，为了从中回收贵重金属银和一种盐晶体，他设计如下图实验流程：

请回答：操作a加入足量的金属甲为_____，反应前固体B质量_____（填“大于”、 “小于”或“等于”）反应后固体D的质量。

[知识拓展]

（4）工业上可利用“铝热反应”来冶炼铬，其原理是在高温下用铝将铬从其氧化物（Cr2O）中置换出来。若要制得780kg铬，理论上至少需要铝的质量是多少_____？

Answer 1

【答案】三种金属片打磨光亮； Al>Cr>Cu 铝片、CrSO4溶液、铜片 Cr（或铬） 小于 405kg

【解析】

（1）三种金属片放入稀硫酸前要进行预处理是除去保护膜和脏物；根据现象“金属片表面产生气泡缓慢，溶液逐渐变蓝色”可知试管1中的金属是铬，在金属活动性顺序中在氢的前面，在试管3中的现象是“金属片表面产生气泡较快”可知铝比铬活泼，试管2中无现象说明铜不与稀硫酸反应，金属活动性最弱，故三种金属的活动性顺序为：Al＞Cr＞Cu；铬和稀硫酸反应生成硫酸亚铬和氢气，化学方程式为：Cr+H2SO4=CrSO4+H2↑；

（2）如果已知三种金属的活动性顺序，用活动性位于中间的金属与另两种金属的盐溶液反应；或用活动性位于中间的金属的盐溶液与另两种金属反应，都可以验证三种金属的活动性顺序。故可选择：Al、CrSO4、Cu；Al和CrSO4反应生成Cr和Al2（SO4）3，化学方程式为：2Al+3CrSO4=3Cr+Al2（SO4）3；
（3）根据框图提供的信息可知，金属甲是铬，蓝色溶液中的溶质是CrSO4；固体B是银和铜的混合物；溶液乙是硝酸银溶液；根据化学方程式Cu+2AgNO3=Cu（NO3）2+2Ag可知，每64份质量的铜置换出216份质量的银，所以反应前固体B质量小于反应后固体D的质量；
（4）解：设理论上至少要铝的质量是x，

解得x=405kg

答：理论上至少要铝的质量是405kg。