基于金属与可溶性铜盐之间的置换反应命题研究解析

1、基于金属与可溶性铜盐之间的置换反应 命题研究一选择题（共2小题）1（2012杭州）某学生将锌粒放入CuSO4溶液中，发现锌粒表面有红色物质析出，同时还有少量无色无味气泡产生对于产生气泡的“异常现象”，下列猜想无科学道理的是（）A产生的气体可能是H2B产生的气体可能是CO2CCuSO4溶液中可能含有少量的某种酸DCuSO4溶液的pH可能小于72（2010徐州）把铝箔放入CuCl2溶液中，铝箔表面覆盖了红色物质，一会儿又有大量气泡冒出同学们对“放出气体”这一异常现象进行猜想、实验其中没有价值的是（）A小宇同学推测气体是氢气并检验B小琪同学猜想CuCl2溶液呈酸性并测定C小寒同学认为气体是氨气并检验

2、D小梁同学认为试剂变质，更换后再实验二填空题（共2小题）3（2013下城区二模）科学兴趣小组做了如下实验：将一镁条放入CuCl2溶液中，镁条表面覆盖了红色物质，但很快镁条表面又冒出很多气泡，他们觉得很奇怪【提出问题】这些气泡究竟是怎样产生的？是什么气体呢？【猜想】小宇：是氧气；小丽：是氯化氢；小琪：是氨气（NH3）；小梁：是氢气小黄马上否定了小琪的猜想，他否定的依据是；【实验探究】他们开始着手收集所产生的气体实验一：小宇用带火星的木条检验该气体，木条不复燃说明生成的气体不是氧气；实验二：为继续探究反应后生成的气体是否是氯化氢，小丽用检验该气体，试纸不变红，说明生成的气体不是氯化氢；实验三：为确

3、定气体是否是氢气，小梁设计了如图的实验装置（每个装置的反应均完全）【实验结论】（1）若该气体是氢气，则在乙装置中可以观察到的现象是（2）甲、丙装置中无水硫酸铜的作用是不同的，请指出它们的区别；（3）为确定该气体产生的本质原因，小梁用精密pH试纸测试实验所用的CuCl2溶液，pH约为5.5，最后确定CuCl2溶液呈酸性查阅资料发现：CuCl2为强酸弱碱盐，其水溶液酸碱性与实验结果相符4（2013春滨湖区校级月考）某兴趣小组探究铝及某镁铝合金的相关问题【探究一】铝与铜盐溶液的反应小烁同学设计两种铜盐溶液分别与金属铝片（经打磨后）的反应现象如下：实验一：4mL 8%的CuSO4溶液实验二：4mL 8

4、%的CuCl2溶液实验现象短时间无变化，数小时后铝片上仅有少量红色斑点立即产生大量气泡，铝片上迅速有红色铜出现（1）实验一中铝与硫酸铜溶液反应的化学方程式为（2）实验二中产生的气体经检验有爆鸣声，该气体为，还在铝片表面观察到蓝色絮状沉淀物，该物质的化学式为（3）对比实验一、二后产生猜想：对铝与硫酸铜溶液的反应可能有抑制作用的离子是；对铝与硫酸铜溶液的反应可能有促进作用的离子是（4）为进一步验证上述猜想是否正确，设计如下实验方案：验证猜想的实验设计：向4mL 8%的CuCl2的溶液中加入1g硫酸钠固体，再加入铝片，观察到反应速率变慢验证猜想的实验设计：，观察到反应速率明显加快【探究二】某镁铝合金

5、（M表示）中铝含量的分析【查询资料】镁铝合金国家质量标准：铝含量不能低于78%2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2，镁与NaOH溶液不反应该实验环境大气压下，氢气密度0.09g/L某研究小组设计如图装置进行实验（5）倾斜 A 装置使NaOH溶液（足量）与镁铝合金粉末（固体M）a g充分反应，待反应停止后，调整，进入量气管气体的体积为V mL若量气管最大量程为100mL，则固体M中铝的质量不超过g（6）若a=38mg，V=30.0mL，通过计算分析该合金是否符合国家标准三解答题（共1小题）5（2009雨城区校级模拟）某校化学兴趣小组经查阅资料得知：铝是重要的轻金属，广泛应用于航空、

6、电讯和建筑等领域铝也有其特殊的性质：铝的熔点是660，氧化铝的熔点高达2054铝虽比锌活泼，但是将铝和锌分别投入稀硫酸中，铝比锌反应慢得多尽管铝表面致密的氧化膜能使铝与其周围的介质（空气、水）隔绝，但“奇怪”的是铝制容器仍不能用来盛放和腌制咸菜为此该小组进行了“铝表面氧化膜”的探究实验，其过程如下，请完成填空：实验1：用坩埚钳夹住一块擦去氧化膜的铝片，放在酒精灯火焰上灼烧，铝片表面接触火焰的部分变暗片刻后变软；轻轻摇动，会左右摇晃，却不像蜡烛那样滴落问题：（1）请写出在空气中灼烧铝片的化学方程式；（2）铝片接触火焰的部分不像蜡烛那样滴落的原因是实验2：取2条未用砂纸打磨过的铝片，一片浸入CuC

7、l2稀溶液中，其表面很快析出较多红色粉末状固体；而另一片浸入CuSO4稀溶液中现象一直不明显问题：试猜测产生这种现象差异的因素是实验3：用砂纸打磨一铝片使其表面较粗糙，再将其放入CuSO4稀溶液中，直到23分钟后，铝片表面才有少量红色固体附着问题：试写出铝片表面附着红色固体的化学方程式：；实验4：向实验2的CuSO4稀溶液中滴入35滴NaCl稀溶液，铝片表面逐渐有红色固体析出实验5：向实验2的CuSO4稀溶液中滴入35滴Na2SO4稀溶液，铝片表面现象一直不明显问题：根据实验2、3、4、5的现象可以得出的结论是基于金属与可溶性铜盐之间的置换反应 命题研究参考答案与试题解析一选择题（共2小题）1

8、（2012杭州）某学生将锌粒放入CuSO4溶液中，发现锌粒表面有红色物质析出，同时还有少量无色无味气泡产生对于产生气泡的“异常现象”，下列猜想无科学道理的是（）A产生的气体可能是H2B产生的气体可能是CO2CCuSO4溶液中可能含有少量的某种酸DCuSO4溶液的pH可能小于7考点：金属的化学性质菁优网版权所有专题：压轴实验题；金属与金属材料分析：根据在化学变化中遵循质量守恒定律进行解答解答：解：A、如果硫酸铜溶液显酸性，则锌能和显酸性的溶液反应生成氢气故A有科学道理；B、反应物中不含有碳元素，生成物中不可能有二氧化碳故B没科学道理；C、因为无色无味气泡产生，可以猜测CuSO4溶液中可能含有少量

9、的某种酸与金属锌反应产生气体，故C有科学道理；D、如猜测CuSO4溶液中可能含有少量的某种酸，则CuSO4溶液的pH可能小于7，故D有科学道理；故选B点评：在化学反应中遵循质量守恒定律，即反应前后元素的种类不变，原子的种类、个数不变2（2010徐州）把铝箔放入CuCl2溶液中，铝箔表面覆盖了红色物质，一会儿又有大量气泡冒出同学们对“放出气体”这一异常现象进行猜想、实验其中没有价值的是（）A小宇同学推测气体是氢气并检验B小琪同学猜想CuCl2溶液呈酸性并测定C小寒同学认为气体是氨气并检验D小梁同学认为试剂变质，更换后再实验考点：金属活动性顺序及其应用；质量守恒定律及其应用菁优网版权所有专题：压轴

10、实验题；实验方案评价题分析：运用质量守恒定律，根据反应前氯化铜溶液和铝箔的组成元素，分析猜想的物质是否符合元素种类不变的基本规律，对猜想、实验进行评价；或根据物质的性质进行类比，判断猜想所具有的可能性，对猜想、实验进行评价解答：解：A、根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，反应前的氯化铜溶液中含有氢元素，推测生成氢气不违反反应前后元素不变的规律；故A有价值；B、根据金属铝能与酸反应生成氢气，由于实验中观察到有气泡冒出，因此，猜想氯化铜溶液呈酸性有其道理；故B有价值；C、氨气由氮、氢元素组成，反应前各物质中都不含氮元素，猜想不符合质量守恒定律；故C没有价值；D、氯化铜为盐，其溶液与铝反应只能产

11、生铜，而实验中却产生气泡，因此猜测溶液变质，通过更换溶液进行验证；故D有价值；故选C点评：对提出的问题进行猜想时，要符合基本的规律或物质的性质，毫无道理甚至违背基本规律的猜想都是无价值的猜想二填空题（共2小题）3（2013下城区二模）科学兴趣小组做了如下实验：将一镁条放入CuCl2溶液中，镁条表面覆盖了红色物质，但很快镁条表面又冒出很多气泡，他们觉得很奇怪【提出问题】这些气泡究竟是怎样产生的？是什么气体呢？【猜想】小宇：是氧气；小丽：是氯化氢；小琪：是氨气（NH3）；小梁：是氢气小黄马上否定了小琪的猜想，他否定的依据是质量守恒定律或反应物中没有N元素；【实验探究】他们开始着手收集所产生的气体实

12、验一：小宇用带火星的木条检验该气体，木条不复燃说明生成的气体不是氧气；实验二：为继续探究反应后生成的气体是否是氯化氢，小丽用湿润的蓝色石蕊试纸检验该气体，试纸不变红，说明生成的气体不是氯化氢；实验三：为确定气体是否是氢气，小梁设计了如图的实验装置（每个装置的反应均完全）【实验结论】（1）若该气体是氢气，则在乙装置中可以观察到的现象是黑色粉末变红（2）甲、丙装置中无水硫酸铜的作用是不同的，请指出它们的区别甲是除去原气体中的水蒸气，丙是验证有水生成；（3）为确定该气体产生的本质原因，小梁用精密pH试纸测试实验所用的CuCl2溶液，pH约为5.5，最后确定CuCl2溶液呈酸性查阅资料发现：CuCl2

13、为强酸弱碱盐，其水溶液酸碱性与实验结果相符考点：常见气体的检验与除杂方法菁优网版权所有专题：综合实验题分析：【猜想】根据反应物是镁和CuCl2溶液分析判断；【实验探究】根据酸性溶液使蓝色石蕊试纸变红分析；【实验结论】（1）根据氢气具有还原性分析；（2）检验气体的成分，首先除去水分的干扰；无水硫酸铜可以检验水分的存在解答：解：【猜想】反应物是镁和CuCl2溶液，没有N元素，根据质量守恒定律可知，小琪的猜想不对；【实验探究】酸性溶液使蓝色石蕊试纸变红氯化氢是酸性气体，小丽用湿润的蓝色石蕊试纸检验该气体，试纸不变红，说明生成的气体不是氯化氢；【实验结论】（1）氢气具有还原性，能够还原氧化铜，生成红色

14、铜所以若该气体是氢气，则在乙装置中可以观察到的现象是黑色粉末变红；（2）检验气体的成分，首先除去水分的干扰，无水硫酸铜能够吸收水分，所以甲中的无水硫酸铜是除去原气体中的水蒸气；无水硫酸铜遇水变蓝，所以无水硫酸铜可以检验水分的存在，丙中的无水硫酸铜是验证有水生成故答案为：质量守恒定律或反应物中没有N元素；湿润的蓝色石蕊试纸；黑色粉末变红；甲是除去原气体中的水蒸气，丙是验证有水生成点评：通过实验考查物质的性质，训练同学们的实验探究能力4（2013春滨湖区校级月考）某兴趣小组探究铝及某镁铝合金的相关问题【探究一】铝与铜盐溶液的反应小烁同学设计两种铜盐溶液分别与金属铝片（经打磨后）的反应现象如下：实验

15、一：4mL 8%的CuSO4溶液实验二：4mL 8%的CuCl2溶液实验现象短时间无变化，数小时后铝片上仅有少量红色斑点立即产生大量气泡，铝片上迅速有红色铜出现（1）实验一中铝与硫酸铜溶液反应的化学方程式为2Al+3CuSO4Al2（SO4）3+3Cu（2）实验二中产生的气体经检验有爆鸣声，该气体为氢气，还在铝片表面观察到蓝色絮状沉淀物，该物质的化学式为氢氧化铜（3）对比实验一、二后产生猜想：对铝与硫酸铜溶液的反应可能有抑制作用的离子是硫酸根离子；对铝与硫酸铜溶液的反应可能有促进作用的离子是氯离子（4）为进一步验证上述猜想是否正确，设计如下实验方案：验证猜想的实验设计：向4mL 8%的CuCl

16、2的溶液中加入1g硫酸钠固体，再加入铝片，观察到反应速率变慢验证猜想的实验设计：向4mL 8%的CuSO4溶液中加入氯化钠固体，观察到反应速率明显加快【探究二】某镁铝合金（M表示）中铝含量的分析【查询资料】镁铝合金国家质量标准：铝含量不能低于78%2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2，镁与NaOH溶液不反应该实验环境大气压下，氢气密度0.09g/L某研究小组设计如图装置进行实验（5）倾斜 A 装置使NaOH溶液（足量）与镁铝合金粉末（固体M）a g充分反应，待反应停止后，调整水准管，进入量气管气体的体积为V mL若量气管最大量程为100mL，则固体M中铝的质量不超过0.0008V

17、g（6）若a=38mg，V=30.0mL，通过计算分析该合金是否符合国家标准考点：实验探究物质的性质或变化规律；常见气体的检验与除杂方法；金属的化学性质；根据化学反应方程式的计算菁优网版权所有专题：科学探究分析：【探究一】（1）铝与硫酸铜溶液反应生成了铜和硫酸铝，可以据此写出该反应的化学方程式；（2）因为氯化铜是强酸弱碱盐，水解出了H+，使溶液呈现酸性铝在酸性环境下产生了氢气，同时使溶液中的氢氧根离子浓度增大，而使铜离子和氢氧根离子结合生成了氢氧化铜沉淀，可以据此解答该题；（3）比较两个实验中的粒子可以知道，在实验一中能够干扰实验的离子为硫酸根离子，而在实验二中能够促进实验的离子为氯离子，可以

18、据此解答该题；（4）根据题中的猜想可以向硫酸铜溶液中加入氯化钠来进行实验；【探究二】通过调整水准管的高低可以检查生成气体的体积，然后结合化学方程式可以求出铝的质量，可以据解答该题；（6）将所给数值带入（5）中的关系式中然后解答即可解答：解：【探究一】（1）铝与硫酸铜溶液反应生成了铜和硫酸铝，该反应的化学方程式为：2Al+3CuSO43Cu+Al2（SO4）3；（2）因为氯化铜是强酸弱碱盐，水解出了H+，使溶液呈现酸性铝在酸性环境下产生了氢气，由于氢离子被消耗，所以同时使溶液中的氢氧根离子浓度增大，而铜离子和氢氧根离子结合生成了氢氧化铜沉淀，即铝表面的蓝色絮状沉淀为氢氧化铜沉淀；（3）比较两个实

19、验中的粒子可以知道，在实验一中能够干扰实验的离子为硫酸根离子，而在实验二中能够促进实验的离子为氯离子，故可以作出如下猜想：对铝与硫酸铜溶液的反应可能有抑制作用的离子是硫酸根离子；对铝与硫酸铜溶液的反应可能有促进作用的离子是氯离子；（4）根据题中的猜想可以知道向4mL 8%的CuSO4溶液中加入氯化钠，观察到反应速率明显加快；【探究二】（5）通过调整水准管的高低可以检查生成气体的体积，由题意可以知道生成氢气的体积为VmL，即为0.001VL，则设铝的物质的量为x2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H22 3x 0.001VL22.4L/mol=解得：x=mol所以铝的质量为：mol27

20、g/mol=0.0008Vg（6）根据（5）中的解答可以知道铝的质量为：0.000830=0.024g所以铝的含量为：100%63.9%78%，故该合金不符合国家标准故答案为：【探究一】（1）2Al+3CuSO43Cu+Al2（SO4）3；（2）氢气；氢氧化铜；（3）硫酸根离子；氯离子；（4）向4mL 8%的CuSO4溶液中加入氯化钠；【探究二】（5）水准管；0.0008V；（6）不符合国家标准点评：对于探究型实验探究，要熟悉实验探究的环节和方法，精心设计实验方案，将所学过探究物质的性质或变化规律的技巧迁移至此，进行细心地探究实验和观察现象，再通过分析实验现象，推断、总结出该物质的性质或变化规

21、律等三解答题（共1小题）5（2009雨城区校级模拟）某校化学兴趣小组经查阅资料得知：铝是重要的轻金属，广泛应用于航空、电讯和建筑等领域铝也有其特殊的性质：铝的熔点是660，氧化铝的熔点高达2054铝虽比锌活泼，但是将铝和锌分别投入稀硫酸中，铝比锌反应慢得多尽管铝表面致密的氧化膜能使铝与其周围的介质（空气、水）隔绝，但“奇怪”的是铝制容器仍不能用来盛放和腌制咸菜为此该小组进行了“铝表面氧化膜”的探究实验，其过程如下，请完成填空：实验1：用坩埚钳夹住一块擦去氧化膜的铝片，放在酒精灯火焰上灼烧，铝片表面接触火焰的部分变暗片刻后变软；轻轻摇动，会左右摇晃，却不像蜡烛那样滴落问题：（1）请写出在空气中灼

22、烧铝片的化学方程式4Al+3O22Al2O3；（2）铝片接触火焰的部分不像蜡烛那样滴落的原因是铝表面氧化膜的熔点高于内层铝的熔点并将其包裹住实验2：取2条未用砂纸打磨过的铝片，一片浸入CuCl2稀溶液中，其表面很快析出较多红色粉末状固体；而另一片浸入CuSO4稀溶液中现象一直不明显问题：试猜测产生这种现象差异的因素是氯离子能破坏铝表面的氧化膜实验3：用砂纸打磨一铝片使其表面较粗糙，再将其放入CuSO4稀溶液中，直到23分钟后，铝片表面才有少量红色固体附着问题：试写出铝片表面附着红色固体的化学方程式：2Al+3CuSO4Al2（SO4）3+3Cu；实验4：向实验2的CuSO4稀溶液中滴入35滴NaCl稀溶液，铝片表面逐渐有红色固体析出实验5：向实验2的CuSO4稀溶液中滴入35滴Na2SO4稀溶液，铝片表面现象一直不明显问题：根据实验2、3、4、5的现象可以得出的结论是氯离子对铝和CuCl2溶液的反应有促进作用；硫酸根离子对铝和CuSO4溶液的反应有抑制作用考点：实验探究物质的性