小聪同学家新换了水龙头,从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬.好奇的小聪想探究铬(Cr)与常见金属铁、铜的活动性强弱,邀请你一同参加.
[知识回放]
金属活动性顺序:K Ca Na Mg Al Zn Sn Pb(H) Hg Ag Pt Au,请你在横线上填写对应金属的元素符号.
[作出猜想]
猜想1.Cr>Fe>Cu; 猜想2.Fe>Cu>Cr; 猜想3.你的猜想是 .
[查阅资料]
(1)铬是银白色有光泽的金属,在空气中其表面能生成抗腐蚀的致密的氧化膜.
(2)铬能与稀硫酸反应,生成蓝色的硫酸亚铬(CrSO4)溶液.
[设计实验]
小聪同学取大小相等的三种金属片,用砂纸打磨光亮;再取三支试管,分别放入等量的同种稀硫酸.
| 实验 | 试管1 | 试管2 | 试管3 |
| 实验 操作 | |||
| 实验 现象 | 铁片表面产生气泡较慢,溶液变为浅绿色 | 铬片表面产生气泡较快,溶液变成为蓝色 | |
[结论与解释]
(1)小聪得到的结论是猜想 正确.
(2)实验前用砂纸打磨金属片的目的是 .
[知识运用]
将铬片投入FeSO4溶液中,反应 (填“能”或“不能”)进行.若能进行,请你写出反应的化学方程式 .
化学兴趣小组的同学们探究用Fe从含Fe2(SO4)3和CuSO4的溶液中获取金属Cu的原理.请你一起参与探究.
(1)实验依据:金属活动顺序.请在下表对应的方框内填入铁和铜的元素符号.![]()
(2)意外发现:小明将光亮的铁丝插入含Fe2(SO4)3和CuSO4的废液中,一段时间后取出,意外地发现铁丝表面没有变红.
(3)提出问题:Fe为什么没有从废液中置换出Cu?
(4)提出假设:小丽认为在铁丝表面可能有Cu析出,但被Fe2(SO4)3溶液溶解了.
(5)验证假设:提供的主要实验用品:洁净的铁丝和铜丝各两根,相同体积、相同浓度的Fe2(SO4)3溶液三份[Fe2(SO4)3溶液显黄色].
| 实验操作 | 实验现象和数据 | 结论 |
| ①准确称量洁净的铁丝和铜丝的质量 | 铁丝质量为ag, 铜丝质量为bg | \ |
| ②将铁丝插入Fe2(SO4)3溶液中,一段时间后取出、洗净、干燥、称量 | 铁丝质量为mg,(m<a),溶液有黄色变为浅绿色 | 一定有 生成(填化学式) |
| ③将铜丝插入Fe2(SO4)3溶液中,一段时间后取出、洗净、干燥、称量 | 铜丝质量为ng(n<b) | 铜 (填“能”或“不能”)与Fe2(SO4)3溶液反应 |
| ④另取相同质量、相同粗细的洁净铁丝和铜丝互相缠绕,插入Fe2(SO4)3溶液中,一段时间后取出、洗净、干燥、分别称量铁丝和铜丝的质量 | 铁丝质量较轻 铜丝质量不变 | Fe、Cu共存时 优先与Fe2(SO4)3溶液反应 |
(6)实验结论:小丽的假设 (选填“成立”或“不成立”),理由是 ;
(7)思考与交流:
①兴趣小组的同学们通过对上述实验的分析,找到了用Fe从含Fe2(SO4)3和CuSO4的溶液中提取金属Cu的关键,并且最终实验获得了成功,其实验成功的关键是: .并且反应充分.
②已知Fe和Fe2(SO4)3发生化合反应.请按反应顺序写出用Fe从含Fe2(SO4)3和CuSO4的溶液中获取金属Cu的化学方程式: ; .
(8分)铁盒罐头过期会出现“胖听”现象(内部产生大量气体,底和盖向外鼓胀),一般分为两类:
(1)化学性“胖听”:一般是铁皮与罐内酸性物质反应产生气体.
(2)生物性“胖听”:一般是罐内物质腐败所致.
用金属针头钉入罐头内,将气体导出进行如下实验,请填写下列实验报告:
| 实验内容 | 实验现象 | 化学方程式 | 属于何种“胖听” |
| (1)点燃导出气体,罩上玻璃杯 | 玻璃杯内壁有 出现 | | |
| (2)导出气体通入澄清的石灰水中 | 石灰水变 | | |
金属材料被广泛的应用于我们的生活中,不仅是因为其物理性能优良,还与它们的化学性质密切相关。下面是小明同学设计测定金属铁、铜和镁的活动性的探究实验过程和实验记录,请你一起探究。
【实验目的】测定金属铁、铜和镁的活动性强弱
【所用试剂】稀硫酸、硝酸银溶液、光亮的薄铁片、薄铜片、薄镁片
【实验过程】步骤Ⅰ 将铁片、铜片、镁片分别在空气中点燃片刻,观察燃烧现象;
步骤Ⅱ 将铁片、铜片、镁片分别放入三只盛有溶质质量分数相同、体积相同的稀硫酸的试管中;
步骤Ⅲ 将铁片、铜片、镁片分别放入三只盛有溶质质量分数相同、体积相同的硝酸银溶液的试管中。
实验现象记录表
| 金属 | 空气 | 稀硫酸 | 硝酸银溶液 |
| 铁 | - | | |
| 铜 | - | - | |
| 镁 | | | |
【实验记录】用“”表示能观察到实验现象,用“-”表示观察不到实验现象(见表)。
(1)通过步骤Ⅰ可以得出三种金属中镁的金属活动性最强,判断依据是 。
(2)运用“控制变量法”设计实验方案是化学研究的重要方法。步骤Ⅱ和步骤Ⅲ中,需要控制的实验条件除了金属的体积、溶液的体积、溶质质量分数以外,还需要控制的条件是 。写出镁和稀硫酸反应的化学方程式 ,此反应属于 。
【实验结论】金属铁、铜和镁的活动性由强到弱的顺序是 (用元素符号表示)。
【反思交流】若利用上述试剂制取氢气,小明认为应该选择金属铁和稀硫酸反应,而不选择金属镁和稀硫酸反应,他的理由是 。
小红发现,金店里有两种不同的“白金”,单价相差悬殊,小红很好奇,打算进行研究。
【查阅资料】市场上所谓的“白金”通常有两种,一种是金、镍、铜、锌的合金,称为白色金;另一种是铂金,铂是一种银白色的贵重金属,用于耐腐蚀的化学仪器及首饰等,俗称“白金”,元素符号Pt。小红结合化学课上学习的金属活动性顺序,展开了下列实验活动。
(1)鉴别两种白金,她的方法可能是________________________;
(2)探究Zn、Ni(镍)、Cu的活动性顺序。
【做出假设】对三种金属的活动性顺序提出可能的假设①Zn>Ni>Cu;②Zn>Cu>Ni你觉得还有其他的可能性吗?请把它们写出来(一种即可)
假设:③______________________…………
【查阅资料】小红同学查阅了部分含镍化合物的溶解性如下表所示,且得知镍能与酸反应。
| | OH- | NO3- | SO42- | Cl- |
| Ni2+ | 不 | 溶 | 溶 | 溶 |
【设计实验】同温下,取大小、厚度相同的这三种金属薄片,分别投入等体积等浓度的足量稀盐酸中,观察现象。
【记录现象】请帮助小红把实验现象填写完整
| 金属 | Ni | Zn | Cu |
| 与盐酸反应的现象 | 气体产生缓慢, 金属逐渐溶解 | 气体产生迅速, 金属迅速溶解 | |
【得出结论】原假设中正确的是__________(填序号),写出镍与盐酸反应的化学方程式:___________________________。
【结论应用】①根据探究结果,请你预测镍与硫酸铜溶液____________(填“能”或“不能”)反应,理由是____________________。
②除小红的实验设计外,你能否像小红一样,设计另一组实验,也这样依次验证上述假设的正确与否,你的设计所用到的一组物质的化学式是__________(写出一组即可)。
铁、铝、铜是常见的三种金属。同学们发现生活中的铝和铜制品表面一般不用防锈,而铁制品一般需要做防锈处理。
【提出问题】这是不是因为铁、铝、铜三种金属中铁的活动性最强呢?
【实验探究】同学们对这三种金属的活动性顺序展开了探究,请你参与探究并填写空格。
将粗细相同的铁丝、铝丝、铜丝分别插入体积相同、溶质质量分数也相同的稀盐酸中:
| 操作 | 根据现象得出金属活动性顺序 | |||
| 片刻后现象 | 有少量气泡 | 无气泡 | 无气泡 | Fe>Al,Fe>Cu |
| 几分钟后现象 | 有少量气泡 | 有大量气泡 | 无气泡 | |
【讨论交流】为什么同一个实验得出了两种结论呢?同学们带着这个疑问查阅了相关资料,明白了铝丝在稀盐酸中短时间内无气泡,是因为铝表面致密的氧化膜会先与盐酸反应。
【反思评价】做金属性质实验时需将金属进行打磨,打磨的目的是________。
【实验验证】为了进一步确认铁、铝、铜这三种金属的活动性顺序,同学们又将两根粗细相同的、打磨过的铁丝分别插入硫酸铝溶液、硫酸铜溶液中:
| 操作 | 根据现象得出金属活动性顺序 | ||
| 现象 | 无明显现象 | | Al>Fe>Cu |
写出铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式_________________。
【拓展迁移】(1)若只有一支盛有少量稀盐酸的试管,只需合理安排金属丝的插入顺序(能与盐酸反应的要一次将盐酸消耗完),也能证明铁、铝、铜这三种金属的活动性顺序。金属丝的插入顺序为________________。
(2)金属被人类大规模开发利用的大致年限也与金属活动性顺序有关,请写出铁、铝、铜三种金属材料被人类利用的先后顺序________________。
为探究铁和铜的金属活动性顺序,请根据实验室现有的仪器和药品条件(如下所列),通过填写下表,完成对实验方案的构思。
【实验仪器】试管、胶头滴管、镊子
【实验药品】铁钉、铜片、稀硫酸、硫酸锌溶液、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液
| 方案 | 所选药品 | 有关化学方程式 |
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| 2 | | |