Question

19．某化学兴趣小组对金属的性质做了如下探究，请你填写空格：
（1）用如图所示实验探究铁生锈的条件（每支试管中均放有完全相同的洁净铁片）：

①甲同学认为，试管A发生的现象就能够说明铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果．乙同学不同意他的观点，认为必须全面观察试管ABC（选填试管编号）发生的现象，并经过科学严谨的推理，才能得出上述结论．
②试管D和E实验的目的是进一步探究铁在酸和盐的环境中是否更容易锈蚀．
③为防止金属锈蚀，除了采用覆盖保护膜等措施以外，还可以制成合金．这是因为合金与纯金属相比，其组成和内部组织结构发生变化，从而引起性质的变化．
（2）某同学向分别盛有等质量的铁粉和锌粒的试管中，倒入等质量、等溶质质量分数的稀硫酸，以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断两种金属的活动性强弱．有的同学认为这种方案不够合理，理由是没控制相同的条件，颗粒大小不同．
（3）将一定质量的铁粉放入硝酸铜、硝酸锌的混合溶液中，充分反应后过滤，所得固体中一定含有的物质是Cu，且反应后溶液质量比反应前减小（选填“增大”、“减小”或“不变”）．

Answer 1

分析 （1）要证明铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果，就要看铁分别在隔绝空气、隔绝水的条件下，和暴露在有水和空气的条件下的不同，得出结论．铁锈的主要成分是三氧化二铁；试管D和E实验的目的是进一步探究铁在盐、酸存在的环境中铁的锈蚀情况；金属的组成和内部组织结构发生变化，其性质等就会发生变化；
（2）金属的颗粒大小不同，与酸的反应速度也不同；
（3）根据三种金属活动性由强到弱的顺序：锌铁铜，进行分析．

解答 解：（1）①要证明铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果，就要看铁分别在隔绝空气、隔绝水的条件下，和暴露在有水和空气的条件下的不同，得出结论．所以必须全面观察试管ABC发生的现象，并经过科学严谨的推理，才能得出上述结论；故填：ABC；
②试管D中含有食盐水和E中含有食醋，因此实验的目的是进一步探究铁在盐、酸存在的环境中铁的锈蚀情况；故填：酸和盐；
③金属的组成和内部组织结构发生变化，其性质等就会发生变化；故填：性质；
（2）金属的颗粒大小不同，与酸的反应速度也不同，所以没控制相同的条件，颗粒大小不同，金属表面产生气泡的快慢，也会受到影响．
故答案为：没控制相同的条件，颗粒大小不同；
（3）三种金属活动性由强到弱的顺序：锌＞铁＞铜，可知铁只能置换出铜，根据铁与硝酸铜反应的方程式：Fe+Cu（NO₃）₂═Cu+Fe（NO₃）₂．可知56份质量的铁可以置换出64份质量的铜，所以反应后溶液质量比反应前减小．
故答案为：Cu；减小．

点评 本题以实验探究的形式考查铁生锈的条件、实验中的条件控制、金属的活动性等，难度较大．