金属与金属材料中档实验.doc

1、小新拿来一片黄色的金属向同学们炫耀说他捡到了黄金。小宝说他曾在网上看到过，有一种铜锌合金外观和黄金相似，常被误认为是黄金。于是他与小新开始探究。 提出问题这块黄色的金属是黄金，还是铜锌合金？ 猜想小新认为是黄金；小宝认为是铜锌合金。 查阅资料合金中的金属保持各自的化学性质，金在高温下不与氧气反应，锌在在高温下与氧气反应生成白色固体。 设计实验 小新设计的实验是：截取一小片黄色的金属放在石棉网上用酒精灯加热；小宝设计的实验是：截取一小片黄色的金属放入硝酸银溶液中。 现象与结论 小新在实验中观察到黄色的金属变黑，则他的猜想上 (填“正确”或“错误”)。黑色物质是 ；小宝在实验中能观察到的现象是 ，写出反应的化学方程式 （只写一个)。 反思与应用 假如你的观点和小宝的观点相同，你还可以设计的一个实验是：截取一小片黄色的金属放入 溶液中；你设计的实验中能观察到的现象是 。 答案 错误CuO黄色金属表面有白色物质附着 稀盐酸(或稀硫酸) 金屑表面有气泡产生2、人类的生产生活离不开金属，下列三种金属被发现、使用的先后顺序依次为：铜、铁、铝。(1)金属大规模被使用的先后顺序跟 (填序号)关系最大。地壳中金属元素的含量；金属的导电性；金属的活动性。(2)为探究锰与铁的金属活动性，在相同温度下，取大小相同、表面光亮的两种金属薄片，分别投入等体积、等溶质质量分数的足量稀盐酸中(反应中Mn显+2价)，请回答：除了比较与酸反应产生气体速率的快慢，请你再举出一种可以比较这两种金属活动性强弱的方法(写出所需药品即可)： 和 。(3)将盛有等质量、等溶质质量分数的稀盐酸的两只烧杯，放在托盘天平左右两盘上，调节至平衡，再向两只烧杯中分别放入质量相等的镁和铁，待反应停止后，请判断：若天平仍保持平衡，烧杯中一定没有剩余的物质是 。若天平失去平衡，则指针一定偏向放 的一边。答案.(1) (2) 锰(3)稀盐酸铁3、为了研究炼铁原理，我市某校九年级综合实践活动小组按图4-3-1所示，用一氧化碳与氧化铁反应进行实验，现请你一起参与。(1) 该实验开始时，要先通一会儿一氧化碳再加热，其目的是 。 (2)硬质玻璃管中发生反应的化学方程式是 。反应停止后，同学们对冷却后玻璃管内固体物质的组成成分产生了兴趣，大家纷纷提出自己的猜想，请将你的猜想写出：猜想1： 。 猜想2： 。 答案 (1)排尽硬质玻璃管内的空气，以防爆炸猜想1：固体物质可能是Fe 猜想2：固体物质可能是Fe和的混合物4、CO是一种无色、无味、有毒的可燃气体污染物，具有还原性，可用于冶金工业。某兴趣小组为探究其具有还原性，设计了如图4-3-3实验装置。请回答以下有关问题：(1)CO气体能使人中毒，其原因是 。(2)实验开始时，先通入CO一段时间后，再加热，其原因是 。(3)实验中图A处玻璃管中发生的现象是 。其化学反应方程式为 。(4)实验中图B处发生的现象是 。其化学反应 。(5)该装置中有一个明显的缺陷，请指出改正方法 。答案 (1)CO极易与血液中的血红蛋白结合而使血红蛋白不能很好地与Co结合造：成人体缺氧 (2)排除装置中的空气，防止加热时发生爆炸(3)果色逐渐变成红色(4)澄清石灰水变浑浊(5)在C处安装一个贮气袋或放置一个点燃的酒精灯5、2010年1月 7日，兰州石化公司石油化工厂的一个装有液化气等轻烃的罐区发生爆炸。消防官兵在灭火中使用了很多水枪对着火的罐体不断喷水，经46小时终于将火扑灭。环保部门监测发现：空气中粉尘颗粒增多，比正常值超出八倍。(1)水能灭火的主要原理是 。(2)目前计入空气污染物的项目为：一氧化碳、二氧化硫可吸入颗粒物、 等。(3)当地某化学兴趣小组想探究爆炸现场附近的空气中是否含有CO气体。设计实验方案如下：【实验目的】确定气体样品中是否含有CO。【实验原理】除去收集的空气样品中的氧气；(假设该样品中不含除CO之外的其他能与反应的物质)。【实验仪器】请根据他们的设计回答下列问题：在实验时，如图4-3-4中仪器的连接顺序是：丙乙甲乙。其中乙装置需要使用两次，第一次的作用是 。根据实验中出现的 或 现象，能判断出爆炸现场附近的空气样CO。从环境保护的角度考虑，你认为该实验的设计是否存在缺陷？如果有，该如何改进？ 。答案(1)将温度降到可燃物的着火点以下 (2)二氧化氮 (3)检验原气体样品中的二氧化碳是否除尽 甲中药品由红变黑 乙中石灰水第一次不变浑浊，第二次变浑浊 在d处将尾气点燃(或在d处用气球收集尾气等其他合理答案也可)6、某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理，装置如图4-3-5所示。请回答有关问题：(1)为避免一氧化碳污染空气并回收利用一氧化碳，方框中连接的是C和D，导管接口的连接顺序为a( ) ( )( )。C装置中NaOH的作用是 (2)实验开始时，应 (填“先加热再通CO”或“先通CO再加热”)，目的是 。(3)实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象为 ，反应方程式为 。(4)除CO外，还有哪些物质可以还原 （请写一物质的化学式)。答案(1)d b e 除去残余的二氧化碳(2)先通一氧化碳再加热 赶尽玻璃管内的空气，防止加热爆炸(3)固体由红棕色变成黑色(4)C或7、探究活动一：在室温条件下进行如图所示实验。已知：试管内的镁条和铁片表面均被打磨洁净，且形状、大小均相同；同时加入两支试管中的稀盐酸的质量和质量分数均相等。(1)该实验的目的是 、 。两支长颈漏斗中产生的现象的不同之处是 。(2)若实验所用的金属均过量，则甲装置中产生的比乙装置中产生的H2 质量(填“多”、“少”或“相等”)。探究活动二：为除去铜屑中混有的少量铁屑，并测定该混合物中铁的质量分数，现有如下A、B两组实验方案。A：称取一定质量的样品，加入足量的稀盐酸，搅拌、过滤、洗涤、干燥、称量所得固体质量B：称取一定质量的样品，加入足量的硫酸铜溶液，搅拌、过滤、洗涤、干燥、称量所得固体质量(3)两种方案，你认为不能达到目的的是 (填“A”或“B”)，理由是 。(4)在你 所选取的方案中，若采用加热烘干的方式干燥滤渣，会导致测定的铁的质量分数 (填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法判断”)。答案(1)比较镁、铁与稀盐酸反应的剧烈程度 比较相同时间内镁、铁与稀盐酸反应放出的热量的多少甲装置长颈漏斗中的液面比乙装置中的高 (2)相等 (3)B铁末被完全除尽 (4)偏小8、在研究“铁生锈的条件”的实验中，某兴趣小组对实验进行了创新设计，请把实验报告补充完整。 【实验目的】铁生锈条件的探究。 【实验内容】取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，进行下列实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象。【实验现象】实验无明显现象，实验中铁丝生锈，且试管内空气体积减小。 【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的 (填名称)发生反应的结果。 【实验思考】 (1)当铁丝足量，时间足够长，实验进入试管内的水的体积约占试管体积的 (2)该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和 两种现象来判断铁丝反应进行的情况。 (3)用完的菜刀要擦干存放，理由是 。(4)铝比铁活泼，但铝难腐蚀，原因是 。答案：【实验结论】氧气和水蒸气【实验思考】 (1)1/5(21%) (2)试管内空气体积减小(或试管内液由上升) (3)除去水，防止生锈 (4)铝表面易生成一层致密的氧化铝保护膜，阻止铝进一步被氧化9、请你参与下列探究：【问题情景】某化学实验小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中，发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出。这一现象激起同学们的探究欲望，生成的是什么气体？【提出猜想】从物质组成元素的角度看，放出的气体可能是、。【查阅资料】易溶于水，它能与NaOH反应，生成。【方案设计】依据上述猜想，实验小组同学分别设计了如下方案： (1)甲同学认为是，则检验方法是 。 (2)乙同学认为是，则只需将放出的气体通入盛有NaOH溶液的洗气瓶中，称量通气前后洗气瓶的质量。写出与NaOH反应的化学方程式 。 (3)实验小组同学合作设计了如下组合实验方案，排除和验证猜想的气体。如果放出的是和，你认为方案中的安全隐患是 。丙同学认为：为确保安全，实验前应先收集一试管气体，用拇指 ，若不发出 ，方可采用上面的装直进行实验。 【实验探究】经丙同学确认安全后，小组同学首先对装置A进行称量，再将收集到的气体从a通入，过一会儿点燃B处酒精灯；一段时间后，发现表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色；停止通气，再次称量装置A， 发现质量无增减。 结论：铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是 。 【思维拓展】 (1)由上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能含有 物质。(2)不通过称量，如何判断与NaOH溶液发生了反应呢？有一同学设计了右图所示的装置进行实验，发现试管内液面上升，就得出与NaOH溶液发生了反应的结论。其他同学认为这一方案不严谨，理由是 。要得到科学严谨的结论，仍利用该装置，补做的实验是 。 解答：【方案设计】 (1)用带火星的木条检验，看木条是否复燃 (2) NaOH (3)实验时在B处易发生爆炸事故 诸住试营口，靠近火焰点火 尖锐的爆鸣声 【实验探究】 【思维拓展】(1)酸性(2) 易溶于水，也能使液面上升 将NaOH溶液换成水做对比实验 33.(8分)三位同学用下图所示装置做一氧化碳还原氧化铁的实验。当观察到玻璃管A中的粉末由红色逐渐变为黑色时，停止加热继续通一氧化碳，冷却到室温，停止通气，同时观察到澄清的石灰水变浑浊。 小明认为：依据上述实验现象可以判断出生成的黑色固体为金属铁。小红认为：仅从上述实验现象，不足以证明生成的黑色固体为金属铁，她增加了一个实验：用磁铁靠近生成的黑色固体，看到有黑色固体被磁铁吸引。于是得出生成的黑色团体为金属铁的结论。 小光通过查询有关资料得知： (1)一氧化碳与氧化铁在加热条件下，可发生如下反应： 3Fe2O3+CO2Fe3O4+CO2 (2)四氧化三铁(Fe3O4)为黑色团体，有强磁性，能够被磁铁吸引。 因此，小光认为小明和小红的结论都不能成立，你是否同意他的说法？_ 请具体说明你的理由_。 小光欲通过实验检验生成的黑色固体是否含有金属铁。请你帮他设计实验并填写下表。除上述方案，还可以采取另一种实验方案，所用的试剂是_,将该试剂与黑色固体混合，通过观察_,判断黑色固体中是否含金属铁。答案：同意 根据资料可知，在此条件下会发生反应：3Fe2O3CO2Fe3O4CO2，生成的Fe3O4也是黑色固体且能被磁铁吸引，同时生成的CO2也能使澄清石灰水变浑浊实验步骤实验现象实验结论 取少量黑色固体于试管中，向其中滴加稀盐酸若产生气泡若没有气泡产生 则黑色固体中含金属铁 则黑色固体中不含金属铁 硫酸铜溶液 是否有红色固体生成 (方法合理得分)32.(5分)某校化学兴趣小组的同学设计实验验证红热的铁与水蒸气反应生成氢气，设计的实 验装重围如下图。 回答下列问题。 (1)若干燥从a导管出来的气体，应从 (填“b”或“c”)端管口通入。 (2)点燃生成的气体，产生 色火焰。点燃前应进行的操作名称是 。 (3)已知试管内湿棉花不参加化学反应，它的作用是 。 (4)该小组同学用生成的氢气与氧化铁反应，反应的化学方程式是：3H2+Fe2O3 2Fe+3H2O。实验装置如右上图。该实验观查到的现象有 。答案(1)b (2)淡蓝色 验纯 (3)储存水分，加热后产生水蒸气 (4)玻璃管内的粉末由红色逐渐变黑，右侧管壁有无色液体(水珠)生成32.(6分)为了验证二氧化碳与氢氧化钠可以发生化学反应，某小组用下图所示装置进行实验。请回答下列问题： (1)打开止水夹a和c，关闭活塞b，从长颈漏斗向锥形瓶中注入稀盐酸 至长颈漏斗下端管口浸没在波面以下的原因是_。 (2)当观察到烧杯中_。 (填实验现象)时，说明集气瓶中已集满二氧化碳气体。然后 进行的操作是_，向集气瓶中加入适量的NaOH溶液，然后关闭活塞b，轻轻 振荡集气瓶。一段时间后可观察到_，证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学 反应。 (3)小红认为仅做上述实验有不足之处，应利用上图装置做一个对比实验。该对比实验所 选的试剂_，产生的现象与上述实验不同的是_。答案(1)防止生成的气体从长颈漏斗中逸出 (2)溶液出现浑浊 关闭止水夹a，打开活塞b(止水夹、活塞不写给分) 烧杯中的浑浊液体 从导管倒吸入集气瓶中 (3)水 从烧杯中倒吸入集气瓶中的掩体校少1.(2011青岛中考)甲、乙两位同学发现铜质眼镜架上出现了一绿色的锈渍。经查阅资料得知，铜锈的化学成分是碱式碳酸铜 Cu2(OH)2CO3 。他们依照钢铁生锈的探究方法设计实验 (如右图所示)：将光亮铜片部分浸入蒸馏水中；将光亮钢片完全浸入煮沸过的蒸馏水中；将光亮铜片放在干燥的空气中。请回答： (1)推测一段时间后会出现铜锈的是 (填写序号)试管内的铜片。 (2)结果上述实验，甲同学认为：铜的锈蚀是铜与水、氧化共同的结果。你是否同意他的观点？ (填“是”或“否”)(3)乙同学认为要弄清导致同锈蚀的因素，还应该再补充一些实验。再补充的实验中，如果要改变的因素是 ，则保持不变的因素是 。(填“水”、“氧气”或“二氧化碳”)2.(2011本溪中考)未验证锌、铁、铜三种金属活动性顺序，张丽和王宇同学设计了不同的实验方案 进行实验，都达到目的。他们所用的试剂有锌片、铁片、铜片、硫酸锌溶液、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液。实验方案如下：(1)方案一选择的金属是 。(2)方案二中能发生反应的化学方程式是 。(3)李军又设计了一个新的方案，也能达到实验目的。即将三种金属同时放入一种溶液中，该溶液中的溶质分类上和前两个同学所用的不同，他选择的溶剂是 。3.(2011兰州中考)同学们在实验室发现了三种金属一铝、铁、铜，其中有一块铜片生锈了，表面附有部分铜绿 铜绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3。他们的实验探究过程如下：(1)铜绿是铜与空气中的氧气、水和 (填化学式) 共同作用的结果。(2)为探究铝、铁、铜的活动性顺序，某同学设计了一个实验：铝片浸入稀硫酸中；铜片浸入稀硫酸中；铝片浸入氯化亚铁溶液中，这组实验还不能完全证明三种金属的活动性顺序。请你补充一个实验来达到实验目的(写出实验步骤、现象) 。(3)他们还想用加热的方法除去铜绿，加热时却发现铜片表面全部变黑。经查阅资料知道：铜绿受热分解会生成黑色的氧化铜酒精在不完全燃烧时会生成炭黑炭黑与稀疏疏不反应 a.他们提出猜想：该黑色物质可能是氧化铜，也可能是氧化铜和 的混合物。 b.设计了下述实验方案，用于检验黑色物质。4.(2011山西中考)铁是生产、生活中应用最广泛的一种金属。以下是初中化学有关铁的性质的一些基本实验：(1)某同学用向上排空气法收集一瓶氧气做A实验，在引燃的火柴快燃尽是将细铁丝插入集气瓶中，未观察到剧烈燃烧，火星四射的现象，其原因可能是 (写出一条)。若B中为稀盐酸, 观察到的现象是 ；若B中为硫酸铜溶液，反应的化学方程式为 ；若B中为水，一段时间后，产物主要成分的化学式为 。(2)通过以上实验你得出的结论是 。5.(2011大连中考)在实验室中，老师用下面所示的置进行实验(途中个顶试管的仪器已略去)：加热一段时间后，观察到木炭粉的质量明显减少；氧化铜粉下部出现了一层红亮的铜；澄清石灰水变浑浊。停止加热并冷却到高温(1)写出硬质大使管中发生的化学方程式： 。(2)B装置的作用 。(3)实验后要从硬质大使管的剩余固体中回收金属铜，写出操作步骤(要求过程中要用到“湿法制金”的原理)6.(2011大庆中考)下列装置图与氧气的制取与性质有关：(1)根据下图(AD)所给的装置，回答下列问题。 实验室用高锰酸钾制取氧气，可选用的发生装置为 。实验室用过氧化氢在二氧化锰催化下产生氧气，可选用的发生装置为 。如用C装置收集氧气，气体影从 (填“a”“b”)口进 如用D装置收集氧气，气体应从 (填“c”“d”)口进。(2)如右图所示，在盛水的试管中放一根洁净的铁钉，用带U形管的胶塞塞紧，U形馆内水面出于同一高度，放置几天后观察到U形管内的水面 (填字母) A.a比b高 B.b比a高 C.一样高 D.无法判断 (3)运用单因素对比实验方法探究化学问题是一种基本的化学研究方法。研究小组设计了如下几个实验：为了验证铁生锈过程中氧气是否参加了反应，你认为其中必须要做的实验是 (填字母)7.(2011南充中考)CO是一种无色、无味、有毒的可燃气体污染物，具有还原性，可用于冶金工业