中考化学复习 实验过关专题 金属和金属性质 新人教版 (2)

1 复习必备复习必备 中考化学中考化学 实验过关专题实验过关专题 金属和金属性质金属和金属性质 新人教版新人教版 第一类第一类 基础型实验大题基础型实验大题 典例剖析典例剖析 规律方法总 结 此类题的解题关键是分析题干中的信息 抓住金属与氧气或酸反应 可以通过反应的剧烈程度判断 其活动性 反应越剧烈 活动性越强 与可溶性金属盐溶液反应 也可能判断金属的活动性 能发生转 换反应 则比盐溶液中的金属活动性更强 不能反应 则比盐溶液中的金属活动性更弱 例 2 2012 成都 为比较 A B C 三种金属的活动性 某同学设计了下图所示实验 由此判断三种金属 的活动性有强到弱的顺序是 A A C B B A B C C C A B D B C A 解析 比较 A B C 三种金属的活动性 将 A 插入 B 的盐溶液中 可以析出 B 说明 A 的金属活动性大于 B 将 C 插入 B 的盐溶液中 没有 B 析出 说明 C 的金属活动性小于 B 综上可知 三种金属的活动性顺 序为 A B C 答案 B 规律方法总结 此类试题主要考查金属活动性顺序的判断 做此类试题时 只要弄清楚活动性强的金 属可以把活动性差的金属从其盐溶液中置换出来就可以了 例 3 2011 日照 下图是探究铁制品锈蚀的条件时做的五个实验 铁钉在不同环境中 实验一段时间 后 得出的结论错误的是 2 A 甲 乙 戊中铁钉生锈快慢的顺序为 乙 甲 戊 B 丙中的铁钉不生锈 1 2011 鸡西 把金属 X 放入 Cu NO3 2溶液中 X 表面有红色固体析出 若放入 Mg NO3 2 溶液中 无明显现象 则X Cu Mg三种金属活动性由强到弱的顺序正确的是 A Mg X Cu B X Mg Cu C Mg Cu X D Cu X Mg 分析 金属 X 放入 Cu NO3 2溶液中 X 表面有红色固体析出 则 X 的活动性比 Cu 强 放入 Mg NO3 2溶液 中 无明显现象 则说明X的活动性比Mg 弱 故由强到弱的顺序为 Mg X Cu 答案 A 2 2011 天津 有 X Y Z 三种金属 X 在常温下就能与氧气反应 Y Z 在常温下几乎不与氧气反应 如果把 Y 和 Z 分别放入稀硫酸中 Y 溶解并产生氢气 Z 不反应 根据以上实验事实判断 X Y Z 三种 金属的活动性由强至弱的顺序正确的是 A X Z Y B X Y Z C Y Z X D Z Y X 分析 X 在常温下就能与氧气反应 Y Z 在常温下几乎不与氧气反应 说明 X 的活动性最强 把 Y 和 Z 分别放入稀硫酸中 Y 溶解并产生氢气 Z 不反应 说明 Y 的活动性比 Z 的强 故 X Y Z 三种金属的活 动性由强至弱的顺序正确的是 X Y Z 答案 B 3 2012 佛山 铁在潮湿的空气里会发生锈蚀 证明氧气一定参加了反应必须要做的实验是 3 A B C D 分析 铁生锈是铁与空气中的水和氧气共同作用的结果 其条件是铁与空气中的水和氧气同时接触 实 验 通过对比就可以得出在铁生锈的过程中 氧气一定参加了反应 答案 A 4 2011 广州 为了探究影响锌与盐酸反应剧烈程度的因素 某学习小组设计了下列实验下列说法正 确的是 A 对比实验 和 可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响 B 对比实验 和 可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响 C 对比实验 和 可研究温度对反应剧烈程度的影响 D 对比实验 和 可研究温度对反应剧烈程度的影响 分析 三次实验都取等质量的锌粒 所用盐酸的体积也一样 但实验 都在常温下 实验 在更高 的温度下进行反应 所以对比实验 和 可知温度对反应速率的影响 实验 和 所用盐酸浓度不同 其他条件相同 所以对比这两个实验可知盐酸浓度对反应速的影响 实验 和 温度不同 盐酸浓度也 不同 对比得不出正确结果 答案 A 过关检测过关检测 两年中考两年中考 4 1 2012 怀化 1 在 南海一号 打捞出来的文物中 金龙纹手镯 光彩夺目 完好无损 铜镜表 面有铜锈 铁器则锈迹斑斑 残存很少 这说明金 铜 铁这三种金属的活动顺序由强到弱的顺序是 2 生铁和钢是世界上用量最大的 填 金属材料 或 合成材料 炼铁的原理是利用一氧 化碳与氧化铁反应 反应的化学方程式为 写出防止铁生锈的一种方 法是 1 1 铁 铜 金 2 金属材料 3CO Fe2O3高温 2Fe 3CO2 在铁制品表面镀一层其它金属 解析 根据金属的表面现象 铁器锈迹斑斑 残存很少 铜镜表面有铜锈 金龙纹手镯 光彩夺目 说 明这三种金属的活动性顺序为 铁 铜 金 生铁和钢都属于金属材料 防止铁生锈的方法是使铁与空 气或是水隔绝 因此 防止铁生锈的一种方法是在铁制品表面涂油 刷油漆 在铁制品表面镀一层其他 金属等等 2 2010 桂林 小红同学为研究金属腐蚀的条件 用细尼龙线将三根大小相同的铁钉分别固定在下图所 示的三个液面高度相同的相同装置中 放置一星期后观察现象 下列描述错误的是 3 2011 娄底 对 A B C 三种金属活动性的实验研究过程如下 1 取大小相等的三种金属片 分别放 入 CuSO4溶液中 一段时间后 A C 表面出现红色物质 B 表面没有现象 2 取大小相等的 A C 两种 金属片 分别放入相同的稀盐酸中 A C 表面都产生气泡 但 A 产生气泡的速度明显比 C 的快 则 A B C 三种金属的活动性顺序是 A A C B B C A B C C B A D A B C 4 2011 广安 锰 Mn 和镍 Ni 都是金属 将镍丝插入硫酸锰溶液中 无变化 将镍丝插入硫酸铜溶液中 镍丝上有铜析出 则 Mn Ni Cu 的金属活动性由弱到强排列正确的是 5 A Mn Cu Ni B Ni Mn Cu C Cu Ni Mn D Mn Ni Cu 4 C 解析 将镍丝插入硫酸锰溶液中 无变化 则镍的活动性比锰弱 将镍丝插入硫酸铜溶液中 镍丝 上有铜析出 则镍的活动性比铜强 故由弱至强排列为 Cu Ni Mn 5 2011 攀枝花 小强同学分别取溶质质量分数相同的稀盐酸 大小 形状都相同的某种金属 X Al Cu 进行实验 实验现象记录如下 AlXCu 开始时几乎无气泡产生产生气泡速度慢无气泡产生现象 一段时间后产生气泡速度快产生气泡速度慢无气泡产生 回答下列问题 1 实验开始时 铝表面几乎无气泡产生的原因是 2 Cu 表面始终无气泡产生的原因是 3 三种金属的活动性由强到弱的顺序是 4 如果金属 X 的活动性比铁弱 且金属 X 与稀盐酸反应后生成易溶于水的 XCl2 向只含有 XCl2 CuCl2两种溶质的溶液中加入一定量的铁粉 充分反应后过滤 向滤出的固体中加入稀盐酸 没有 气泡产生 则滤液中一定含有的金属阳离子是 用离子符号表示 6 2010 哈尔滨 世博同学在探究铝 铜 银三种金属活动性顺序时做了如下实验 并由此得出了正确结论 1 请指出上述实验操作中的错误 2 写出乙中发生反应的化学方程式 6 6 1 胶头滴管都倾斜伸入试管中 2 Cu 2AgNO3 Cu NO3 2 2Ag 解析 甲乙两个实验中胶头滴管的使用都不规范 胶头滴管应该悬空 不能伸入试管中 实验乙中是铜 与硝酸银反应 生成硝铜和银 一年模拟一年模拟 7 2012 济南天桥区水平调查考试 对甲 乙 丙三种金属活动性的实验研究过程如下 1 取大小相等的三种金属片 分别放入 CuSO4溶液中 一段时间后 甲 丙表面出现红色物质 乙没有 现象 2 取大小相等的甲 丙两种金属片 分别放入相同的稀盐酸中 甲 丙表面都产生气泡 但甲产 生气泡的速度明显比丙的快 则甲 乙 丙三种金属的活动性顺序为 A 甲 丙 乙 B 丙 乙 甲 C 甲 乙 丙 D 丙 甲 乙 8 2012 南京市鼓楼区一模化学试卷 将 a b c 三种金属分别投入稀盐酸中 只有 b 溶解并产生气泡 把 a 和 c 分别放入硫酸铜溶液中 在 a 表面有铜析出 c 没有变化 则 a b c 的金属活动性顺序是 A c b aB b a c C a c bD b c a 8 B 解析 相同条件下 金属与同种一样的物质反应 反应越剧烈 活动性越强 将 a b c 三种金属分别 投入稀盐酸中 只有 b 溶解并产生气泡 说明 b 的活动性最强 将金属放入另一种金属盐溶液中 能将 其置换出来 则活动性比另一种金属的强 不能置换出来 则说明其活动性比另一种金属的弱 把 a 和 c 分别放入硫酸铜溶液中 在 a 表面有铜析出 c 没有变化 则说明 a 比 c 强 第二类第二类 开放型实验大题开放型实验大题 典例剖析典例剖析 例 1 2011 滨州 某化学实验小组实验结束时 将含有 CuSO4 ZnSO4 FeSO4的废液倒在废液缸里 为 回收有关金属和盐 同学们设计了如下实验方案 7 试回答 1 步骤 中锌粉必须过量的原因是 2 写出步骤 中任一反应的化学方程式 3 要检验步骤 中加入的稀硫酸是否足量的方法是 4 若实验过程中的物质损失可以忽略 最终所得硫酸锌的质量 填 Fe Cu 2 乙同学只用一支试管 只取一次盐酸也能证明 Al Fe Cu 他在盐酸中插入金属的顺序是 Fe 3 丙同学只调整了乙同学插入盐酸中金属的顺序 也能得到正确结论 丙同学调整金属的顺序为 拓展应用 在 CuCl2和 AlCl3的混合溶液中加入一定量的铁粉 充分反应后过滤 向滤出的固体中加入 盐酸 无明显现象 则滤液中一定含有的溶质是 分析 通过相同条件下金属与酸反应判断金属活动性强弱 依据的现象是能有能与稀硫酸或稀盐酸反应 或与酸反应的产生气泡的快慢 铜放入稀盐酸中无明显现象 可知其活动性较弱 比较铝与铁的活动性 从结论来分析 两者都能与酸反应 要判断铝的活动性较铁强 其现象是铝与酸反应较铁与酸反应更剧 烈 取一支试管 取一次盐酸 要判断三种金属的活动性强弱 先放了活动性居中的金属铁 接着应该 放活动性最弱的金属铜 最后才是活动性最强的金属铝 也可以先将铜 然后加入铁 最后加铝 根据 金属活动性顺序 铁只能与氯化铜反应 不与氯化铝反应 所以混合溶液中加入铁粉后一定含有氯化铝 和氯化亚铁 由于滤渣中加入盐酸无明显现象 说明固体中不含铁 即铁一定不过量 可能恰好与氯化 铜反应 也可能铁不足 溶液中还有氯化铜 即溶液中可能有氯化铜 也可能没有 答案 1 铝与盐酸反应比铁剧烈 2 Cu Al 3 Cu Fe Al 拓展应用 FeCl2 AlCl3 20 3 通 过以上探究 四种金属的活动性由强到弱的顺序是 分析 三个实验中比较铁与稀盐酸反应 锌与稀盐酸反应产生气体的快慢可以判断铁与锌的活动性强弱 利用铜与硝酸银溶液反应的现象可比较铜与锌的活动性强弱 要比较四种金属的活动性强弱顺序 必需 进一步比较铁和铜的活动性强弱 判断的依据是金属与酸反应的现象或金属与盐溶液反应的现象 可以 补充一个实验 将铜片放入稀盐酸中 或将铁片放入硫酸铜溶液中 或将铜片放入硫酸亚铁溶液中等 最终四种金属的活动性由强到弱的顺序为 Al Fe Cu Ag 答案 1 锌片与稀盐酸反应产生气泡较铁片与稀盐酸反应更快 铜的活动性较银强 2 将铜片放入试管中 再加 入适量的稀盐酸 无明显现象铁的活动性较铜强 注意 与铁与稀盐酸反应的现象 对比得出 将铜片放入试管中 加入 适量的硫酸亚铁溶液 无明显现象 铁的活动性较铜强 将铁片放入试管中 加入 适量的硫酸铜溶液 铁片表面上有红色物质 附着 溶液变成浅绿色 铁的活动性较铜强 4 2011 岳阳 某化学兴趣小组为了探究铬与常见金属铝 铜在金属活动性顺序中的相对位置关系 进行了如下探究活动 查阅资料 铬 Cr 是银白色有光泽的金属 在空气中表面能生成抗腐蚀的致密氧化膜 铬能与稀硫酸 反应 生成氢气和硫酸亚铬 CrSO4 提出猜想 对这三种金属的活动性顺序提出了如下猜想 猜想 Cr Al Cu 猜想 Cr Cu Al 猜想 Al Cr Cu 猜想 Al Cu Cr 21 1 将金属 片投入稀硫酸前应先打磨金属片的目的是 A 除去金属表面氧化物 有利于直接反应 B 使金属表面光亮 便于观察现象 C 使金属表面温度升高 提高反应温度 2 有同学提出探究金属活动性强弱还可以依据 金属与盐溶液是否发生置换反应 来判断 为了验证 甲 乙 丙三种金属的括动性依次减弱 某同学设计了如下方案 把甲放入乙的盐溶液中 把乙放入丙的盐溶液中 把甲放入丙的盐溶液中 你认为该方案中的 填序号 没有必要做 分析 根据金属活动性顺序 铝的活动性较铜强 所以猜想 不正确 根据资料 铬能与稀硫酸反应 所以铬的活动性较铜强 所以猜想 不正确 利用金属与酸反应判断金属活动性强弱 需要控制变量 如金属的表面积大小 酸的体积 酸的浓度等 所以所用硫酸的溶质质量分数需相同 铜在金属活动性 顺序中排在氢之后 不与稀硫酸反应 所以铜片表面上无气泡产生 根据现象可判断铝的活动性较铬强 所以猜想 正确 实验时需对金属片进行打磨 主要是除去金属表面的氧化膜 利于酸直接与金属反应 根据方案 可得出甲的活动性较乙强 根据方案 可得出乙的活动性较丙强 由此可得出三种金属活动 性顺序 所以方案 没必要做 答案 讨论交流 实验设计及过程 浓度 或溶质质量分数 无明显现象 或无气泡产生 实验反思 1 A 2 5 2011 徐州 某活动小组根据下图所示进行模拟炼铁的实验 并对产物的成分进行探究 Fe2O3 COCO2 黑色 粉末 A FeSO4溶液 CuSO4溶液 黑色粉末 B 和红色固体 加入足量 CuSO4溶液 过滤 高温 22 提出问题 黑色粉末 A 可能是什么呢 进行猜想 1 小明认为黑色粉末 A 全部是铁粉 请写出铁粉与 CuSO4溶液反应的化学方程式 实验过程中采取了过滤 该操作中用到的玻璃仪器有 和玻璃棒 其中玻璃棒的作用是 2 小华认为小明的猜想是错误的 理由是 3 小华提出了猜想 和猜想 请结合所学知识补充余下的一个猜想 猜想 黑色粉末 A 由铁粉和四氧化三铁 Fe3O4 组成 猜想 黑色粉末 A 由铁粉和氧化亚铁 FeO 组成 猜想 反思评价 小娟认为方案 和方案 中得出的结论都不正确 其理由是 得出结论 在高温下 一氧化碳和氧化铁可生成铁 氧化亚铁 四氧化三铁 请写出只生成氧化亚铁 的方程式 分析 过滤需用到玻璃棒 漏斗和烧杯三种玻璃仪器 其中玻璃棒的作用是引流 如果黑色固体全是铁 那么加入足量的硫酸铜溶液 铁会反应掉 就不可能还存在黑色固体 B 所以小明的猜想是错误的 结合 资料 黑色固体可能有铁 氧化亚铁和四氧化三铁 要证明固体中三者全有 可先用磁铁判断是否有氧 化亚铁 不能被磁铁吸引 或是否有铁或四氧化三铁 两者都能被磁铁吸 引 然后对能被磁铁吸引的固 体进行检验 铁和四氧化三铁都能溶于盐酸 但铁能与硫酸铜溶液反应 答案 进行猜想 1 Fe CuSO4 FeSO4 Cu 烧杯 漏斗 引流 2 加入足量硫酸铜溶液充分 反应后 还有黑色固体 该固体不可能是铁 3 黑色粉末 A 由铁粉 四氧化三铁 Fe3O4 和氧化亚 铁 FeO 组成 实验探究 取适量黑色粉末 A 用磁铁吸引 将被磁铁吸引的固体加入足量的硫酸铜溶液 中 充分搅拌 黑色粉末部分被磁铁吸引 加入硫酸铜溶液后 固体表面有红色物质析出 同时也有 黑色固体 反思评价 四氧化三铁既能被磁铁吸引 也能溶于稀盐酸中 得出结论 CO Fe2O3 高温 2FeO CO2 23 过关检测过关检测 两年中考两年中考 1 2010 晋江 某兴趣小组的同学为探究铁 Fe 锰 Mn 和铜 Cu 三种金属的活动性顺序 进行 下列探究 1 同学们将等大小的三种金属同时放入等质量 等质量分数的稀硫酸中 发现锰表面冒 出气泡的速率比铁快 而铜表面无现象 请将三种金属的元素符号填入下表 2 甲 可得到纯净的 FeSO4晶体 使废液中的铜全部被置换出来 不溶性 Fe H2SO4 FeSO4 H2 解析 根据题目信息锰与稀硫酸反应产生气泡较快 可推知锰的活动性较铁强 故可判断三种金属在活 动性顺序中的相对位置 如果金属 X 用锰 则锰元素会进入滤液中 最后得到的晶体是混合物 如果用 铁 则滤液的溶质只有硫酸亚铁 滤液蒸发后可得到纯净的硫酸亚铁晶体 加入过量铁的目的是使溶液 中的硫酸铜全部转化为铜 过滤是将液体和液体中没溶解的固体分离开来的操作 金属混合物是铁和铜 的混合物 加稀硫酸时 铁与硫酸反应 2 2011 青岛 甲 乙两位同学发现铜质眼镜架上出现一些绿色的锈渍 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研究方法设计如下实验 如右图所示 将光亮 铜片部分浸入蒸馏水中 将光亮铜片究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 24 序号 试管内的锕片 2 根据上述实验 甲同学认为 铜的锈蚀是铜与水 氧气共同作用的结果 你是否同意他的观点 填写 是 或 否 3 乙同学认为要弄清导致铜锈蚀的因索 还应该再补充一些实验 在补充的实验中 如果要改变的因 素 则保持不变的因素是 选取 水 氧气 二氧化 碳 等填写 3 2011 济宁市 某校课题研究小组到电镀厂考察 了解到铁件镀铜的主要工艺流程如下 结合流程中提供的信息回答 流程 废水中含有的物质有 经测定 流程 中废水的 pH 为 4 废水中一定没有 流程 废水中除流程 引入的物质外 还含有 请设计简单方案来证明你的推断 4 2010 安徽 小明对铁的锈蚀进行如下探究 室温时 将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上 迅速塞紧 装置如图 观察到量筒内水沿导管慢慢进入广口瓶 净容积为 146 mL 当温 度恢复至室温 且量筒内水面高度不变时读数 此时瓶内氧气含量近似为零 记录起 始和最终量筒的读数以及所需时间如下表 序号样品量筒起始读数 mL量筒最终读数 mL所需时间 min 25 1 g 铁粉 0 2 g 碳和 10 滴水 10070 约 120 l g 铁粉 0 2 g 碳 10 滴水和少量 NaCl 10070 约 70 1 实验 和 说明 NaCl 可以 填 加快 或 减慢 铁锈蚀的速率 2 实验开始后 广口瓶内温度有所上升 说明铁的锈蚀过程是 填 放热 或 吸热 过 程 3 实验结束后取出滤纸包 观察到有红棕色物质生成 该物质的化学式是 4 实验 和 是探究碳对铁锈蚀速率的影响 请在表格空白处填写实验 的样品组成 5 该装置还可用于测量空气中氧气的含量 根据上述数据计算氧气的体积含 量是 保留 3 位有效数字 6 现仅提供 置筒 大烧杯 玻璃棒 水 滤纸包 内含 1 g 铁粉 O 2 g 碳 10 滴水和少量 NaCl 请你帮助小明再设计一个测量空气中氧气体积含量的实验方案 在右框中画出实 验装置示意图即可 注明滤纸包的位置 26 5 2011 南昌 铝制品在日常生活中应用广泛 但铝制品却不宜长时间盛放腌制食品 资料显示 铝 制品表面虽然有一层致密的氧化膜保护 氯化钠也会破坏氧化膜的结构 加速铝制品的腐蚀 提出问题 氯化钠溶液中的哪一种离子对氧化膜产生了破坏作用 实验方案 实 验 序 号 实验 1实验 2实验 3 方 案 现 象 A 中铝片表面有红色固体析 出 B 中铝片五明显现象 与 A 中的现象相同 结 论 溶液中对氧化膜产生了破坏 作用的离子可能是 除去表面氧化膜的铝片 会与 CuSO4溶液反应 该反应的化学方程式 验证了实验 1 的结论 27 反思 针对实验 3 莹莹认为还应增做一个对比实验 她的方案是向 B 试管中再加入 Na2SO4溶液 结构 无明显现象 该实验可这么溶液中对氧化膜不产生破坏作用的离子是 6 2011 本溪 为验证锌 铁 铜三种金属的话动性顺序 张丽和王宇同学设计了不同的实验方案进行实 验 都达到了实验目的 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 城 实验方案如下 实验方案方案一方案二 实验操作 1 方案一中选择的金属是 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 溶质在物质分类上和前两位同学所用的试剂不同 他选择的溶液是 6 1 铁 2 Zn FeSO4 ZnSO4 Fe 合理答案均可 3 稀硫酸 或稀盐酸 解析 根据判断三种金属活动性的方法 两液 一固 固体应该是活动性居中的金属 即方案一中金属 为铁 方案二采用的是 两固 一液 液体应该是活动性居中金属的可溶性盐溶液 即为氯化亚铁或硫 酸亚铁等 方案二中发生的反应为锌与亚铁盐的反应 李军的方案将三种金属同时插入同一溶液中 该 溶液应该是酸溶液 如稀硫酸 稀盐酸等 一年模拟一年模拟 7 2012 江苏省高淳县一模 只用下列选项所给出的试剂进行实验 能得到 Zn Cu Ag 三种金属正确的活 动性顺序的是 A Zn NO3 2溶液 Cu NO3 2溶液 Ag B Zn NO3 2溶液 AgNO3溶液 Cu C 稀 H2SO4 Zn Cu Ag D Zn NO3 2溶液 Cu Ag 28 7 B 解析 根据判断三种金属活动性的方法 两液 一固 或 两固 一液 可判断 B 可以 由于银与铜都 不能与稀硫酸反应 所以 C 不能达到实验目的 8 2012 上海静安区二模 教材 p32 学生实验 探究铁 铜 银三种金属活动性强弱 以下是小强同学 的实验方案 我们一起对实验分析 完善並归纳 实验药品 铁片 铜片 银片 20 稀硫酸 CuSO4溶液 AgNO3溶液 FeSO4溶液 提出假设 三种金属的活动性强弱为 Fe Cu Ag 实验方案 取体积相等的金属片 用砂纸打磨光亮 分别进行下列实验操作 序号步骤 步骤 将铁片 铜片和银片分别放入盛有溶质质 量分数相同 体积相同的稀硫酸的试管中 将铁片分别放入盛有溶质质量分数相 同 体积相同的 CuSO4溶液和 AgNO3 溶液的试管中 实验 操作 ABCDE 观察分析 上述实验中能观察到金属表面有气泡产生是 填字母 A B C 我国古代 湿法炼铜 就是利用了实验试管 D 中的反应原理 请写出该反应化学方程式 该反应属于 反应 填 基本反应类型 方案完善 通过上述实验还不能证明铁 铜 银三种金属的活动性强弱 请你在此基础上补充一个实 验帮助小强达到实验目的 实验操作步骤实验现象结论 讨论归纳 根据上述实验探究过程 请你归纳探究金属活动性强弱的方法一般有 a b 29 两种金属 都不能与酸反应 所以应该通过金属与盐溶液反应进行判断 第四类第四类 探究型实验大题探究型实验大题 典例剖析典例剖析 例 1 2011 青岛 小刚设计实验探究铁 铜 银三种金属的活动性顺产并分析相关问题 请填空 1 他设计的四种实验方案 所需试剂如下 铜 银 硫酸亚铁溶液 铁 银 硫酸铜溶液 银 硫酸亚铁溶液 硫酸铜溶液 铜 硫酸亚铁溶液 硝酸银溶液 上述方案中 正确的是 填写序号 2 某化工厂生产过程中的残液含有硝酸银和硝酸铜两种物质 小刚取少量该残夜 分别盛在 A B 两 支试管中 再分别加入不同质量的铁粉 充分反应后过滤 分别取滤渣或滤液进行下表所示实验 实验操作实验现象 分析与结论 将 A 试管滤出的滤 渣洗涤后加入到稀盐酸 中 有气泡产生从 A 试管得到的滤液中的溶质是 向 B 试管得到的滤 液中滴加少量稀盐酸 有白色沉淀 生成 B 试管滤出的滤渣的成分是 分析 根据判断三种金属活动性的方法 两液 一固 或 两固 一液 可判断试剂选择正确的是 滤渣与稀盐酸反应产生气体 说明滤渣中含有过量的铁 所以滤液中不可能含硝酸银和硝酸铜 只有硝酸亚铁 向另一支试管的滤液中加入盐酸有白色沉淀 说明滤液中还含有硝酸银 所以该试管滤 出的固体中只有银 30 提出合理 假设 假设 a 该灰黑色沉淀可能含有 假设 b 该灰黑色沉淀可能含有 AlCl3 假设 c 该灰黑色沉淀可能含有难溶于酸的物质 设计并完成实验 取灰黑色沉淀分别进行如下实验 实验编号实验操作实验现象 加入适量稀盐酸有微量气泡 固体全部溶解 得到澄清溶液 加入适量蒸馏水固体部分溶解 加入适量无水乙醇固体部分溶解 得出结论 由实验 可判断假设 c 填 成立 或 不成立 再结合 和 可得出该灰黑 色沉淀的成分是 注意 若答对 4 小题奖励 4 分 但化学总分不超过 60 分 4 你认为 中小明的实验能否比较锌和铝的金属活动性强弱 填 能 或 不能 分别 从设计方法和操作可行性的角度 具体说明理由 分析 铝表面的氧化膜阻止铝与酸接触 所以开始时反应较慢 根据题目资料可知 灰黑色沉淀可能是 铝 也可能是氯化铝和铝的混合物 根据实验 可知 该灰黑色固体不是难溶于酸的物质 根据实验 可知固体中含有铝 由实验 可知固体中含有氯化铝 小明设计的实验方案 向表面积相同的铝片和锌 粒中分别加入盐酸 没有控制盐酸的浓度和体积相同 实验现象不具可比性 得不出正确的结论 从操 作上分析 找到表面积相同的两种金属较难 该方案不具可操作性 答案 1 Zn 2HCl ZnCl2 H2 2 未去膜的铝片表面有氧化铝 氧化膜 氧化铝先与盐酸反应 3 铝 或铝和氯化铝 不成立 铝和氯化铝 4 不能 小明的实验方案中未控制金属的 纯度 盐酸的浓度等相关变量相同 操作中难以做到铝片和锌粒的表面积相同 规律方法总结 利用酸与金属反应判断金属活动性一定要控制好变量 设计对比实验 对实验中的异 31 常现象的探究 一定要充分利用题目提供的信息 例 3 2012 株洲 小红和她的同学学习了金属活动性及稀硫酸的一些性质后 对铜与浓硫酸能 否发生反应 产生了兴趣 并进行了如下探究 提出问题 猜想 铜与浓硫酸不能反应 猜想 铜与浓硫酸能反应 且可能生成氢气 实验探究 实验 在一支试管中加入一小片铜 再加入少量的浓硫酸 放置一段时间 试管中无现 象 实验 再给上述试管加热 试管中产生有刺激性气味的气体 将反应后的溶液小心地注入到盛有少量水 的 烧杯中 溶液呈现出明显的蓝色 分析猜想 1 溶液呈蓝色 说明生成了 2 根据实验现象及已有的知识推断 产生的气体不可能是氢气 很可能是一种含硫元素的气体 查阅资料 1 常见的含硫元素的气体有二氧化硫和硫化氢 2 二氧化硫和二氧化碳相似 都能和氢氧化钠等碱溶液反应生成盐和水 3 二氧化硫能使品红溶液褪色 加热 又能恢复原来的红色 硫化氢不能使品红溶液褪色 4 二氧化硫和硫化氢均有毒 实验探究 为了检验产生的有刺激性气味的气体的成分 小红和她的同学进一步实验 将产生的气体 通入品红溶液中 品红溶液褪色 加热 溶液又恢复了红色 实验结论 1 在常温下 铜与浓硫酸不能反应 1 在加热条件下铜与浓硫酸反应产生的气体是 此反应还生成了水 请写出该反应的化学 方程式 3 浓硫酸与铜加热时能反应 而稀硫酸与铜即使加热也不能反应 由此说明 物质的化学性质除了与 物质本身的性质有关外 还可能与溶液中溶质的 有关 拓展延伸 为了防止污染空气 小红和她的同学采用氢氧化钠溶液来吸收多余的气体 请写出该反应 的化学方程式 分析 本题考查了金属和酸反应的实验现象 在常温下 金属铜和浓硫酸不反应 但是在加热的条件下 铜可以和浓硫酸反应生成硫酸铜 水和二氧化硫 硫酸铜溶液呈现蓝色 检验二氧化硫可以使用品红溶 液 二氧化硫能使品红溶液褪色 加热 又能恢复原来的红色 二氧化硫有毒 为了防止空气污染 可 以用碱溶液来吸收 浓硫酸与铜加热时能反应 而稀硫酸与铜即使加热也不反应 说明 物质的化学性 质除了与物质本身的性质有关外 还与溶液中溶质浓度的大小有关 答案 CuSO4或硫酸铜 SO2或二氧化硫 32 Cu 2H2SO4 浓 CuSO4 SO2 2H2O 浓度大小或质量分数大小 SO2 2NaOH Na2 SO3 H2O 规律方法总结 本题为典型的探究类实验题 这类题的解题关键是按照题目中所给出的信息 一步一 步的分析整理 然后结合所学的已有知识得出答案 中考真题分析中考真题分析 B 称 取一定质量的样品 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 分析 装置中通过试管中反应产生气泡的快慢可以比较铁与稀盐酸反应 镁与稀盐酸反应的快慢 通过 长颈漏斗中液面上升的高度可以比较两种金属与酸反应放出热量的多少 由于镁与稀盐酸反应产生大量 的热 所以甲装置中长颈漏斗中液面上升更快 也更高 如果金属都过量 则参加反应的盐酸的量一样 产生的氢气的量相同 铁与硫酸铜反应 生成的铜会附着在铁上 铁能难完全反应 所以 B 方案不能达 到实验目的 A 方案中得到的固体是铜 铜在空气中 加热会生成氧化铜 使其质量变大 导致样品中铁 的质量分数偏小 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 铁未 被完全除尽 4 偏小 2 2011 盐城市 小明发现家中一枚戒指生满了铜绿 他和同学利用这枚戒指展开了研究性学习 查阅资料 真金在空气中不会生锈 生满铜绿的 金戒指 材质为铜锌合金 铜长期露置在潮湿的空气中能生成铜绿 其主要成分是碱式碳酸铜 碱式碳酸铜受热易分解生成 CuO H2O 和 CO2 33 据上述资料可推知 碱式碳酸铜由 种元素组成 实验探究 将该枚戒指加入过量稀盐酸中 有气泡产生 溶液由无色逐渐变为蓝绿色 1 小明认为 气体中除了含有 CO2 还可能含有少量 实验室常用 的方法检验这种可能含 有的气体 2 小红认为蓝绿色溶液中的溶质只有氯化锌 小华认为溶液中的溶质除了氯化锌外 还应该含有 他取适量上述蓝绿色溶液 加入光亮的铁片 观察到了现象 证实了自己的观点 3 小娟取适量新制的 FeCl2溶液 加入锌粒 一段时间后 溶液颜色变浅 结合小华的实验可推知 铁 锌 铜三种金属的活动性由弱到强的顺序是 4 小明想进一步探究 金戒指 中铜元素的含量 取一枚同材质的 金戒指 称得质量为 3 8g 在 老师的指导下 将 金戒指 经浓硝酸氧化 碱化等步骤处理后 最终得到纯净的氧化铜 称得质量仍 然为 3 8g 实验过程中铜元素损失忽略不计 则 金戒指 中铜元素的质量分数是多少 写出计算过 程 分析 根据戒指会生成铜绿 可判断其材质为铜锌合金 所以戒指中不仅有铜 铜绿 还有锌 投入稀 盐酸中 铜绿与盐酸反应产生二氧化碳 锌与盐酸反应生成氢气 即气体除了二氧化碳 还有氢气 氢 气可燃烧生成水 可用点燃方法检验 由于所加盐酸是过量的 所以溶液中一定含有盐酸 此外铜绿与 盐酸反应生成氯化铜 所以溶液中还有氯化铜 向该混合溶液中加入铁片 一方面铁能与盐酸反应 铁 片上有气泡产生 另一方面铁能与氯化铜反应 铁片上会附着红色固体 溶液颜色变浅 锌粒加入氯化 亚铁溶液中 溶液颜色变浅 说明锌能与氯化亚铁反应 所以锌的活动性较铁强 所以三种金属的活动 性锌最强 铁其次 铜最弱 3 8g 金戒指 处理后得到 3 8g 氧化铜 该过程中铜元素守恒 所以所得 氧化铜中氧元素的质量相当于样品中锌元素的质量 据此计算出样品中铜的质量分数 答案 查阅资料 4 或四等 实验探究 H2点燃 CuCl2 HCl 答案可互换 有气泡产生 有红色物质析出 溶液颜色变浅 答案可互换 Cu Fe Zn 或 Cu Fe Zn CuO 中 Cu 64 64 16 100 80 3 8gCuO 中mCu 3 8g 80 3 04g 据 Cu 元素守恒知 3 8g 金戒指 中mCu 3 04g 金戒指 中 Cu 3 04g 3 8g 100 80 3 2011 咸宁市 某工厂废液中含有氯化钠 氯化铜和氯化亚铁 某课外小组要从废液中回收铜并得 到铁红 主要成分 Fe2O3 要求全过程不引入其他金属元素 设计实验方案如下图所示 34 回答下列问题 1 加入过量 A 溶解后 再进行操作 a 时玻璃棒的作用是 2 工厂废液中加入过量 A 反应的化学方程式为 3 溶液甲中的金属离子是 写离子符号 4 步骤 中所发生的化学反应 其中属于置换反应的是 填序号 5 铁红是炼铁的主要原料 写出用 CO 和铁红炼铁的化学方程式 分析 从含有氯化钠 氯化铜和氯化亚铁的废液中回收铜并得到铁红 主要成分 Fe2O3 根据所设计的 方案 首先加入过量的铁粉 过滤 玻璃棒的作用是引流 得到固体甲为铜和铁的混合物 溶液甲中的 溶质为氯化钠和氯化亚铁 其中的金属离子是 Na 和 Fe2 其次往固体甲中加入过量的稀盐酸 所得固 体乙为铜 实现了回收铜的目的 溶液乙中的溶质为氯化亚铁和稀盐酸 再往溶液甲和溶液乙中加入过 量的氢氧化钠溶液 可得到氢氧化亚铁 溶液丙中的溶质是氯化钠和氢氧化钠 最后经过氢氧化严铁与 氧气反应 得到氢氧化铁 再进行其他处理最后得到了三氧化二铁 铁红 从而 实现了所有实验目的 步骤 中所发生的化学反应 其中属于置换反应的是 CO 和铁红炼铁的化学方程式 3CO Fe2O3 高 温 2Fe 3CO2 答案 1 引流 2 Fe CuCl2 FeCl2 Cu 3 Na Fe2 4 5 3CO Fe2O3 高温 2Fe 3CO2 过关检测过关检测 两年中考两年中考 1 2011 陕西 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 铜丝分别插人体积相同 溶质质量分数也相同的稀盐酸中 35 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 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人顺序 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 1 实验探究 Al Fe Cu 反思评价 除去金属表面的氧化物 或污物 实验验证 铁丝表面 有红色固体附着 溶液颜色由蓝色变为浅绿色 Fe CuSO4 FeSO4 Cu 拓展迁移 1 Cu Fe Al 或铜 铁 铝 或 Fe Cu Al 或铁 铜 铝 2 Cu Fe Al 或铜 铁 铝 解析 根据相同条件下 产生气泡的快慢可比较不同金属的活动性 根据几分钟后的现象得出的结论是 铝的活动性最强 铁其次 铜最弱 同一实验不同结论的原因是铝表面有氧化膜 应该先用砂纸打磨 铁丝插入硫酸铜溶液中 铁丝表面有红色固体附着 溶液颜色由蓝色变为浅绿色 只用一支试管 取一 次盐酸要确定三种金属的活动性 金属插入的顺序有两种 一种是根据活动性强弱 采取由弱到强的顺 序 另一种是先插入活动性居中的 再插入活动性最弱的 最后插入活动性最强的金属 这三种金属最 早被人类大规模利用的是铜 其次是铁 铝最晚 2 2011 泰州市 已知 金属钠是一种活泼的金属 与水反应生成氧氧化钠和氢气 难溶于水的 碱受热分解生成相应的氧化物和水 A B C D E F G H 是初中化学中常见的物质 甲 乙 丙是 36 三种金属 其中甲最活泼 乙是红色金属 丙能被磁铁吸引 各物质间相互转化关系如下图 请回答下列问题 1 写出 A E G 的化学式 A E G 2 操作 X 的名称是 3 无色溶液 D 与蓝色溶液 F 反应的化学方程式为 金属甲与无色液体 A 反应的化学方程式为 该反应的基本类型 蓝色沉淀 H 受热分解反应的化学方程式为 4 甲 乙 丙三种金属的活动性由强到弱的顺序是 无色气体 C 在点燃或加热前必须进 行的操作是 3 2011 无锡市 钢铁是使用最多的金属材料 在今年的化学活动周中 某校兴趣小组的同学在老师指 导下做了二个有关铁的实验 实验一 用干燥纯净的一氧化碳还原氧化铁实验装置如下图 37 其中 A 是实验室用草酸 H2C2O4 和浓硫酸加热制取一氧化碳的气体发生装置 反应的化学方程式是 H2C2O4 H2O CO2 CO 请回答下列问题 1 B 装置中发生反应的化学方程式是 2 C 装置无明显现象 C 装置的作用是 D 装置中浓硫酸的作用是 3 E 装置中的实验现象是 4 F 装置的作用是 实验二 铝粉和氧化铁粉末反应 铝热反应 实验装置如下图 图中纸漏斗由两张滤纸折叠成漏斗状套在一起 使四周都有四层 点燃镁条 后观察到的现象 镁条剧烈燃烧 发出耀眼的白光 放出大量的热 纸漏斗 的下部被烧穿 有熔融物落入细沙中 实验后老师作了如下提示 实验中镁条和氯酸钾的作用是提供反应所需的高 温条件 铝粉和氧化铁粉末在高温条件下的反应叫铝热反应 属于置换反应 该反应常用于焊接钢轨 请写出该反应的化学方程式 该反应中单质铝与一氧化碳有相似的 填 氧化 或 还原 性 实验后同学们对金属与金属氧化物间的反应产生兴趣 激发了探究热情 提出问题 任何金属与金属氧化物在高温条件下都能反应吗 同学们在请教老师后设计了如下实验方案并进行了探究 实验方案 实验组别实验操作实验现象结论 实验 1 取 Zn CuO 粉末的均匀混合物 于密闭容器中 高温加热 向冷却后的固体中加入足量的 黑色粉末变成 色 固体部分溶解 有气泡产 Zn 和 CuO 能发 生置换反应 镁条 氯酸钾 铝粉和氧化 铁的均匀混 合物 盛有细沙 的蒸发皿 纸漏斗 镁条 氯酸钾 铝粉和氧化 铁的均匀混 合物 盛有细沙 的蒸发皿 纸漏斗 38 稀盐酸 生 水溶液呈无色 实验 2 取 Mg CuO 粉末的均匀混合物 于密闭容器中 高温加热 向冷却后的固体中加入足量的 稀盐酸 发生爆炸 黑色粉末变成 红色 固体部分溶解 有气泡产 生 水溶液呈 色 实验 3 取 Cu Fe2O3粉末的均匀混合 物于密闭容器中 高温加热 粉末无变化 Cu Fe2O3不能 反应 实验总结 金属与金属氧化物在高温条件下有些能反应 有些不能反应 反思拓展 金属与金属氧化物在高温条件下反应的规律和金属与 的反应相似 4 2011 淄博市 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 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 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 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 见右表 1 通过步骤 可以得出三种金属中镁的金属活动性 最强 判断依据是 实验现象记录表 金属空气稀硫酸硝酸银溶液 铁 铜 镁 39 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 和步骤 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 4 实验记录 1 在空气中 镁能和氧气反应的最剧烈 2 溶液的种类 Mg H2SO4 MgSO4 H2 置 换反应 实验结论 Mg Fe Cu 反思交流 Mg 和 H2SO4反应速度太快 不易控制解 析 根据三种金属中在空气中 镁与氧气反应较剧烈 由此可知三种金属中镁的活动性最强 步骤 和 步骤 中需要控制金属的表面积 溶液的体积 溶质的质量分数 溶质的种类等变量 镁与硫酸的反应 属于置换反应 通过步骤 步骤 可知三种金属中镁的活动性最强 铁其次 铜的最弱 实验室制取 气体 需要考虑实际操作 应该选择反应速率适宜的反应 镁与稀硫酸反应太剧烈 不好收集 也不好 控制 5 2010 河北 某班同学做验证铁 铜 银的金属活动性顺序的实验 用到的药品有铁丝 铜丝 银 丝 稀硫酸和硫酸铜溶液 实验结束后 化学兴趣小组的同学欲对该实验的废液进行探究 请你一起参 与 提出问题 废液中含有什么物质 交流表达 1 小明通过观察 认为废液中一定含有硫酸铜 他观察到的现象是 2 小红通过分析 认为废液中一定含有硫酸亚铁 她的依据是 作出猜想 小华认为废液中还可能含有硫酸 实验验证 1 小华测得废液的 pH 小于 7 证明废液中含有硫酸 用 pH 试纸测定溶液 pH 的方法 2 小明取少量废液 向其中滴加氢氧化钠溶液 也得到了相同的结论 小明的实验现象是 通过分析与实验 同学们得出废液中含有硫酸亚铁 硫酸铜和硫酸 拓展应用 1 若将废液中的溶质全部转化为硫酸亚铁 应向废液中加入过量的 写出该反应过程中 的一个化学方程式 2 反应完全后 过滤 滤渣中物质为 滤液中溶质为硫酸亚铁 40 6 2011 扬州 精还原铁粉是一种重要的化工原料 某兴趣小组对其进行下列研究 物质制备 利用绿矾制备精还原铁粉的工艺流程如下 粗还原铁粉中还含有少量铁的氧化物和 Fe3C 杂质 可用氢气在高温下进一步还原 其反应方程式为 FexOy yH2xFe yH8O Fe3C 2H83Fe CH4 写出焙烧中氧化铁与 CO 反应的化学方程式 焙烧中加焦炭的作用除了可以生成 CO 外 还能 含量测定 为得到精还原铁粉并测定粗还原铁粉中氧和碳元素的质量分数 按如下装置进行实验 已 知 3CH4 4Fe2O33CO2 6H2O 8Fe 假设每步反应都完全且不考虑装置内原有空气对测定结果的影响 3 主要实验步骤如下 按顺序组装仪器 检查装置的气密性 称量药品和必要装置的质量 点燃 A 处酒精灯 缓缓通入 纯净干燥的 H2 点燃 C 处酒精灯 分别熄灭 A C 处酒精灯 再缓缓通入少量 H2 再次称量必要 装置的质量 操作的先后顺序是 填序号 4 步骤 的目的是 验证该步骤目的达到的实验方法是 步骤 的目的是 5 若装置 D E 分别增重 mg 和 ng 则 m 和 n 的关系为 填字母 41 A 11m 9n B 11m 9n C 11m 9n 若缺少装置 D 则所测氧元素的质量分数将 填 偏大 偏小 或 不变 下同 碳元素的 质量分数将 6 粗还原铁粉样品的质量为 10 000g 装置 B E 分别增重 0 180g 和 0 220g 计算样品中氧和碳元素 的质量分数 要求计算过程 一年模一年模 拟拟 7 2012 江西样卷 假设和验证是探究过程中的重要环节 为了探究 铁丝可以在纯净的氧气中燃烧 同学们将一根火柴梗塞入一段螺旋状 铁丝 可能是纯铁铁丝或含碳铁丝 末端