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.
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(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, | \ |
| 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 | 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: ; .
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 |
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| 实验 | 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 |
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[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 .
铬(Cr)是一种重要的金属材料,它具有良好的金属光泽和抗腐蚀性,常用来镀在其他金属的表面上,铜、铬、锰、镍组成合金可以制成各种性能的不锈钢。某校化学研究小组对Cr(铬)、Al、Cu的金属的活动性顺序进行探究,过程如下:
(1)[作出假设]对三种金属的活动性顺序提出三种可能的假设是:
①Cr>Al>Cu②Al>Cr>Cu③Cr>Cu>Al
[设计实验]同温下,取大小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,记录以下:
| 金属 | Cr | Al | Cu |
| 与盐酸反应现 | 气泡产生缓慢,金属逐渐溶解 | 气泡产生激烈,金属迅速溶解 | 无气泡产生,金属无变化 |
[控制实验条件]三种金属加入盐酸前都先用纱布将其表面擦光亮,其目的是 。
A.除去氧化膜,利于直接反应
B.使表面光亮,易观察现象
C.使金属温度相同,易反应
[得出结论]原假设中正确的是 (选填假设中①、②,③)。写出铬(铬与盐酸反应后显+2价)与盐酸反应的化学方程式 。
[结论应用]根据探究结果,请你预测铬与硫酸铜溶液 (填“能”或“不能”)反应,理由是 。
化学实验是学习化学的重要方法.请完成下列金属性质的实验.
(1)实验一:比较铁、铜的金属活动性强弱.请你设计实验完成下表内容.
| 实验步骤 | 实验现象 | 结 论 |
| 金属活动性:Fe>Cu |
(2)实验二:镁、锌、铁三种金属与酸的反应.
[实验]取一定量的镁、锌、铁三种金属分别加入到溶质质量分数相同的稀硫酸中,充分反应,观察现象.
[结论]活泼金属能与酸反应.
[分析]①三个反应的共同特点是 ,写出其中一个反应的化学方程式 .
②若完全反应后,三个反应生成氢气的质量相等,原因是 .