【題目】鐵是世界上年產(chǎn)量最高的金屬,鐵及其合金也是應用最廣泛的金屬材料。請根據(jù)我們所學的有關金屬的知識回答問題:

1)驗證金屬的活動性(實驗裝置如圖1

①若要證明Fe在金屬活動性順序中位于氫前,X溶液可選用______,其現(xiàn)象為______

②若X溶液為少量硫酸銅溶液,該反應的化學方程式為______。待充分反應后,取出鐵片,放入金屬R,觀察到R表面有黑色固體析出。根據(jù)上述實驗現(xiàn)象,得出Fe、Cu、R的金屬活動性順序為______。

2)某純凈氣體通過如圖2裝置時,可觀察到:A中紫色石蕊試液不變色,C中澄清石灰水變渾濁。請按要求回答問題:

①純凈氣體可以是CO.若黑色固體為______,反應過程中B處可以觀察到黑色固體______的明顯實驗現(xiàn)象。

②純凈氣體可以是CO.但B處無明顯實驗現(xiàn)象,則B處發(fā)生反應的化學方程式為______。

③純凈氣體和黑色固體的組合還可以是______,則B處的實驗現(xiàn)象為______。

3)鋁是地殼中含量最高的金屬元素。某小組同學在實驗室研究鋁與氯化銅溶液的反應液的反應。

實驗操作

實驗現(xiàn)象

A.紅色物質(zhì)附著于鋁片表面

B.鋁片表面逸出大量無色氣體,放出大量的熱

C.燒杯底部出現(xiàn)紅色沉淀和白色沉淀

①現(xiàn)象A和現(xiàn)象C中的紅色物質(zhì)均為Cu,生成該物質(zhì)的化學方程式為______

②經(jīng)檢驗,現(xiàn)象B中的無色氣體為氫氣。甲同學猜測可能是氯化銅溶液顯酸性。經(jīng)實驗檢測,證實了甲的猜想。

③探究白色沉淀的化學成分。

(推理猜想)

乙同學通過查閱資料認為白色沉淀可能是氯化亞銅(CuCl)。

(查閱資料)

CuCl可與濃氨水反應生成無色的CuNH32+Cl-

CuNH32+在空氣中易被氧化變?yōu)樗{色:Cl-可與硝酸銀溶液反應,產(chǎn)生白色沉淀。

(進行實驗)

步驟一:取燒杯底部的白色沉淀,充分洗滌;

步驟二:向其中加入濃氨水,沉淀溶解得到無色溶液,將無色溶液分為兩份;

步驟三:取其中一份無色溶液……

步驟四:將另一份無色溶液放置于空氣中……

以上步驟三的實驗方案是______

步驟四的現(xiàn)象是______。

(得出結(jié)論)通過實驗可以確定,該白色固體是CuCl。

(反思與評價)ACuCl2溶液反應為什么會出現(xiàn)CuCl呢?

丙同學猜測:可能是CuCuCl2溶液反應生成了CuCl。

丙同學為了驗證猜想,取Cu粉與15%CuCl2溶液混合,無白色沉淀產(chǎn)生。

④丙通過分析AlCuCl2溶液反應的實驗現(xiàn)象,改進了實驗,證明了CuCuCl2溶液反應生成了CuCl,改進之處是______。

⑤丁同學認為丙同學的實驗還不夠嚴謹,還應考慮______CuCuCl2溶液反應的影響。

【答案】稀鹽酸或稀硫酸 產(chǎn)生氣泡,溶液由無色變成淺綠色 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu RFeCu 氧化銅 變紅色 Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 氧氣和碳 黑色固體逐漸減少直至消失 2Al+3CuCl2=2AlCl3+3Cu 取其中一份無色溶液于試管中,加入適量硝酸銀溶液 溶液變藍色 加熱鋁和氯化銅溶液的混合物 氯化鋁

【解析】

1

①若要證明Fe在金屬活動性順序中位于氫前,X溶液可選用稀鹽酸或稀硫酸,故填稀鹽酸或稀硫酸;因為鐵能和稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣,能和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣,其現(xiàn)象為產(chǎn)生氣泡,溶液由無色變成淺綠色,故填產(chǎn)生氣泡,溶液由無色變成淺綠色;

②若X溶液為少量硫酸銅溶液時,鐵和硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅,該反應的化學方程式為故填Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;待充分反應后,取出鐵片,放入金屬R,觀察到R表面有黑色固體析出,說明R比鐵活潑,已知鐵比銅活潑,因此得出Fe、Cu、R的金屬活動性順序為RFeCu,故填RFeCu

2

①純凈氣體可以是CO,一氧化碳具有還原性,若黑色固體為氧化銅,反應過程中氧化銅和一氧化碳反應生成銅和二氧化碳,故填氧化銅;B處可以觀察到黑色固體變紅色,故填變紅色。

②純凈氣體可以是CO,B處無明顯實驗現(xiàn)象,可以是四氧化三鐵,這是因為四氧化三鐵是黑色固體,和一氧化碳反應生成鐵和二氧化碳,鐵也是黑色固體,則B處發(fā)生反應的化學方程式故填Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2;

③純凈氣體和黑色固體的組合還可以是氧氣和碳,故填氧氣和碳;則B處碳和氧氣反應生成二氧化碳,隨著反應進行,碳不斷減少,直至消失,故填黑色固體逐漸減少直至消失;

3

①現(xiàn)象A和現(xiàn)象C中的紅色物質(zhì)均為Cu,這是因為鋁和氯化銅反應生成氯化鋁和銅,反應的化學方程式故填2Al+3CuCl2=2AlCl3+3Cu

③該白色固體是CuCl,以上步驟三的實驗方案是:取其中一份無色溶液于試管中,加入適量硝酸銀溶液,產(chǎn)生白色沉淀,這是因為氯離子和銀離子結(jié)合生成白色沉淀氯化銀,故填取其中一份無色溶液于試管中,加入適量硝酸銀溶液;步驟四中,CuNH32+在空氣中易被氧化變?yōu)樗{色,步驟四的現(xiàn)象故填溶液變藍色;

④改進之處是加熱鋁和氯化銅溶液的混合物,這是因為鋁和氯化銅溶液反應時,由于溶液顯酸性,鋁和酸性物質(zhì)反應時放熱,目的是條件保持一致,故填加熱鋁和氯化銅溶液的混合物。

⑤因為鋁和氯化銅溶液反應時,能和顯酸性物質(zhì)反應生成氯化鋁,因此還應考慮氯化鋁對CuCuCl2溶液反應的影響,故填氯化鋁。

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加熱時間

t1

t2

t3

t4

剩余固體質(zhì)量(g)

2.68

2.36

2.04

2.04

(1)加熱t3時間后氯酸鉀是否分解完全?_________(”)

(2)完全反應后產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量為_____________克;

(3)該混合物中氯酸鉀的質(zhì)量為_____?

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(3)實驗室制取二氧化碳的發(fā)生裝置可選用圖中____________,該裝置的優(yōu)點___;如果用F裝置收集CO2則氣體應從____(填“a”和“b”),驗滿的方法______;檢驗二氧化碳的方法是(用化學方程式表示)____________________________________。

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A B C D E

(1)寫出有編號儀器的名稱: ,

(2)利用上述B、C裝置的組合可以制取的一種氣體是

寫出制取該氣體的化學方程式 。

為防止生成的氣體從長頸漏斗逸出,添加的液體直至 。

(3)如果某同學要用氯酸鉀和二氧化錳制取較純凈的氧氣,選擇的最佳裝置是 。

(4)待氯酸鉀完全分解后,若想在反應后的固體中提取出氯化鉀,可經(jīng)過以下三個操作:

溶解 → ,便可得到少量的氯化鉀固體。

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(1)寫出F的化學式:____________________;

(2)寫出B→C的化學方程式:____________________;

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B. m=3.2

C. X的化學式為NO

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D

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粒子大,可用肉眼直接觀察

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