题目内容

(12分)
某学习研究小组根据金属锌、铝、铁分别与稀盐酸反应的相对速率,探究金属锌、铝、铁的金属活动性。
[实验设计]
为了达到实验目的.必须控制实验条件。你认为控制的实验条件是(可填满也可不填满
(1)                          ;(2)                          ;
(3)                          ;(4)                          。
[实验探究]
该学习研究小组在上述实验条件相同的情况下,进行三组实验:各量取50mL稀盐酸于小烧杯中,分别同时加入足量的三种表面无氧化膜的金属片,用pH计测定溶液的pH并将信息传输到电脑,电脑动态地绘制出溶液中c(H+)随时间t的变化曲线(反应过程中溶液的体积没有变化)。下图是反应到t1s时电脑记录的曲线:

[交流与表达]
根据上述c(H+)随时间t的变化曲线回答下列问题:   
(1)表示金属活动性最弱的金属与H+反应的变化曲线是     (填“a”、“b”或“c”编号)。   
(2)在同一时间内,表示不同反应的反应速率可以有:同温同压下放出氢气的体积V(H2);溶液中H+浓度的减少△c(H+);固体减少的量△m或△n。在0一t1s之间,设A1和Zn分别与盐酸反应的速率为v(Al)和v(Zn):
A若以溶液中c(H+)减少来表示不同反应的速率,即v(Al)和v(Zn)的比值为     ;
B若以固体质量的减轻来表示不同反应的速率,即v(Al)和v(Zn)的比值为      ;
C若以固体物质的量减少来表示不同反应的速率,即v(Al)和v(Zn)的比值为     。

[实验设计]
(1)反应体系的温度相同;(2)盐酸的浓度相同;
(3)盐酸的体积相同;(4)金属的表面积相同。(每空1分)
[交流与表达](1)c(2)A:3  B:0.83  C:2(各2分)
 本实验是采取控制变量的方法根据金属锌、铝、铁分别与稀盐酸反应的相对速率来探究金属锌、铝、铁的金属活动性,而反应速率受温度、浓度、催化剂、表面积、压强等内外因的影响,而金属活动性是内因,因此要控制外界条件相同,如反应体系的温度相同;盐酸的浓度相同;盐酸的体积相同;金属的表面积相同;由图知c(H+)浓度变化最小的是c,即反应速率最慢,金属性最弱,abc对应的金属分别为铝锌铁;(2)A:v(Al)和v(Zn)的比值为0.45/0.15=3  B:消耗的铝质量m(Al)=27х0.45х50х10-3/3,m(Zn)=65х0.15х50х10-3/2,m(Al)/(Zn)=0.83  C:铝锌的物质的量减少分别为0.45х50х10-3/3、0.15х50х10-3/2,二者的比为2。
练习册系列答案
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(14分)现有碳酸钠和氯化钠的固体混合物,为了测定样品中碳酸钠的含量,化学兴趣小组同学分两组进行了以下实验。
第一组
实验装置

实验步骤
①连接好装置,检查气密性;
②盛装药品,其中样品a g,称量E的质量,连接好装置;
③关闭止水夹,向B中加入一定量稀硫酸;
④当B中充分反应后,打开止水夹,经过A装置,通入一定量的空气,将B、D中残余的气体全部赶入到E装置中;
⑤称量E,增重了b g 。
回答下列问题:
(1)仪器C的名称           ,D中盛放的试剂是           。
(2)B中发生反应的化学方程式为                                           。
(3)A中反应的离子方程式为                                   。
(4)改变下列一个条件,导致测定样品中的碳酸钠的质量百分含量偏低的是     (选填字母)
A.实验后期不通入空气            B.将仪器C中的硫酸换成盐酸
C.撤走仪器D                    D.撤走仪器F
第二组
实验装置

实验步骤
①检查装置气密性
②装好试剂,其中样品b g,连接好装置,将注射器的活塞推到底,即0mL处
③加入20mL硫酸,
④待反应充分进行后,活塞不在移动,记下活塞前端对应的刻度为V mL
回答下列问题
检查该装置气密性的方法是:                                                。
(2)对于产生气体的体积有两种观点,观点一:产生气体的体积为VmL;观点二:产生气体的体积为(V-20)mL,你认为             (填“观点一”“观点二”)正确。
(3)假如该实验在标准状况下进行,b=0.5g,V=76mL,则样品中碳酸钠的质量百分含量为           。
某化学实验兴趣小组在“探究氯水与溴化亚铁溶液反应”的实验中发现:“在足量的溴化亚铁溶液中,加入1~2滴氯水,振荡后溶液呈黄色。”
【资料】
溴水是溴单质的水溶液,因溶有溴单质而呈黄色。
根据已有化学知识及资料,请你参与上述现象形成原因的分析与探究:
(1)提出问题猜想:
溶液呈黄色是因发生离子反应①                  (填离子方程式)所致。
溶液呈黄色是因发生离子反应②                  (填离子方程式)所致。
(2)设计实验并验证
为验证①与②中是哪个原因导致了溶液变黄色,设计并进行了以下实验。请根据以下所给试剂,进行合理选用,完成实验方案1和方案2:
试剂
酚酞试液、CCl4、无水酒精、KSCN溶液
方案
操作步骤
实验现象
结论
1
取所述黄色溶液于试管中,滴加      并振荡
溶液变红色
反应          所致
2
取所述黄色溶液于试管中,滴加      并振荡
________
________
(3)实验结论:以上实验不仅验证了溶液变黄的真实原因,同时证明了Fe2+的还原性比Br-              (填“强”或“弱”)。
(4)实验反思
I. 根据上述实验推测,若在溴化亚铁溶液中滴入足量氯水,再加入CCl4并充分振荡后静止,产生的现象是                 。
Ⅱ. 在100 mLFeBr2溶液中通入2.24 L Cl2(标准状况),溶液中有1/2的Br-被氧化成单质Br2,则原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为          。
(16分)Fe、Cu都是人类较早使用的金属,某校化学研究性学习小组的同学运用实验的手段研究Fe、Cu以及化合物的相关性质。请你参与研究并回答下列问题:
(1)甲同学完成了Fe、Cu分别与S、Cl2反应的实验,下列物质中不可能为甲同学实验得到的生成物是       
A.FeCl3B.FeCl2C.CuCl2D.FeS

(2)乙同学为验证Fe能和热的浓HNO3反应,设计了如上图所示的实验装置,请说出装置B的作用:                              。开始加热前        (填“有”或“无”)明显现象。
(3)当乙同学实验结束时,铁完全溶解,试管液面上方为无色气体,试管上部为红棕色气体,此时丙同学用所得的溶液进行如下实验和探究:
①在所得的溶液中加入一小块Cu片,结果Cu片先逐渐溶解,并伴随其他现象,反应一段时间后不再溶解。丙同学依据反应现象得出Cu片溶解的原因可能是和过量的HNO3发生反应。他依据的反应现象是                                                        ;该反应的离子方程式为                              。你认为Cu片溶解是否还有另一原因,若有请用化学方程式表示其理由:                                (若无此空不填)
②请你设计实验证明在加入Cu片并反应完全后的溶液中含有Fe2+但不含有Fe3+。说明具体的操作和实验现象                                                          。
③丙同学实验结束后加水稀释后得到溶液500mL,假设实验全过程硝酸只被还原成NO和NO2共0.02 mol并测得溶液中Fe2+和Cu2+浓度均为0.02 mol/L,则NO3-的物质的量浓度为   
mol/L。生成NO气体的体积为 _________________L(标准状况)。
(4)本次探究实验用掉密度为1.5g·cm-3质量分数为95%的浓硝酸3mL,超出实际参加反应的量其原因有(写出两点):①                          ②                   
(14分)某研究性学习小组设想将少量Cl2通入Fe2+和I-的混合溶液,来探究Fe2+和I-的还原性强弱。
【提出假设】
假设1:                             ;    
假设2:                             ;
假设3:Fe2+和I-的还原性一样强。    
【验证假设】
⑴利用以下装置进行试验,

实验必需的装置是:A                         (按氯气流向的顺序用序号书写)
⑵实验开始后,控制通入少量氯气,通过观察溶液颜色的变化,       (能或不能)判断反应的先后顺序。
⑶请在下表中填写实验步骤及预期现象与结论。
实验步骤
预期现象与结论
取少量反应的溶液置于A、B两支试管中;
向A试管中滴加                  ;
向B试管中滴加                  :
①      若                              
                        则假设1成立
②      若                              
                        则假设2成立
③      若                              
                        则假设3成立
⑷该实验成功的关键是控制各反应物的用量。该小组称量1.52gFeSO4(M=152g/mol)和1.66gKI(M=166g/mol)固体溶于水中,为了验证上述假设,通入的氯气的体积最多不能超过                      。(标准状况)
⑸有同学质疑,上述实验只能验证氯气分别与Fe2+和I-反应的速率的大小。并不能证明Fe2+和I-的还原性强弱。于是提出另一验证方案:往KI溶液中滴加        溶液,如果能发生反应,就可证明二者的还原性强弱,该反应的离子方程式是                                。

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