化學興趣小組的同學們探究用Fe從含F(xiàn)e2(SO4)3和CuSO4的溶液中獲取金屬Cu的原理.請你一起參與探究.
(1)實驗依據(jù):金屬活動順序.請在下表對應的方框內(nèi)填入鐵和銅的元素符號.
(2)意外發(fā)現(xiàn):小明將光亮的鐵絲插入含F(xiàn)e2(SO4)3和CuSO4的廢液中,一段時間后取出,意外地發(fā)現(xiàn)鐵絲表面沒有變紅.
(3)提出問題:Fe為什么沒有從廢液中置換出Cu?
(4)提出假設(shè):小麗認為在鐵絲表面可能有Cu析出,但被Fe2(SO4)3溶液溶解了.
(5)驗證假設(shè):提供的主要實驗用品:潔凈的鐵絲和銅絲各兩根,相同體積、相同濃度的Fe2(SO4)3溶液三份[Fe2(SO4)3溶液顯黃色].
實驗操作 |
實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù) |
結(jié)論 |
①準確稱量潔凈的鐵絲和銅絲的質(zhì)量 |
鐵絲質(zhì)量為ag, 銅絲質(zhì)量為bg |
\ |
②將鐵絲插入Fe2(SO4)3溶液中,一段時間后取出、洗凈、干燥、稱量 |
鐵絲質(zhì)量為mg,(m<a),溶液有黃色變?yōu)闇\綠色 |
一定有 生成(填化學式) |
③將銅絲插入Fe2(SO4)3溶液中,一段時間后取出、洗凈、干燥、稱量 |
銅絲質(zhì)量為ng(n<b) |
銅 (填“能”或“不能”)與Fe2(SO4)3溶液反應 |
④另取相同質(zhì)量、相同粗細的潔凈鐵絲和銅絲互相纏繞,插入Fe2(SO4)3溶液中,一段時間后取出、洗凈、干燥、分別稱量鐵絲和銅絲的質(zhì)量 |
鐵絲質(zhì)量較輕 銅絲質(zhì)量不變 |
Fe、Cu共存時 優(yōu)先與Fe2(SO4)3溶液反應 |
(6)實驗結(jié)論:小麗的假設(shè) (選填“成立”或“不成立”),理由是 ;
(7)思考與交流:
①興趣小組的同學們通過對上述實驗的分析,找到了用Fe從含F(xiàn)e2(SO4)3和CuSO4的溶液中提取金屬Cu的關(guān)鍵,并且最終實驗獲得了成功,其實驗成功的關(guān)鍵是: .并且反應充分.
②已知Fe和Fe2(SO4)3發(fā)生化合反應.請按反應順序?qū)懗鲇肍e從含F(xiàn)e2(SO4)3和CuSO4的溶液中獲取金屬Cu的化學方程式: ; .
(1)Fe Cu; (5)②FeSO4 ③能 ④Fe
(6)不成立;Fe、Cu共存時Fe優(yōu)先與Fe2(SO4)3溶液反應
(7)①加入過量的鐵 ②Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
【解析】
試題分析:(1)熟記金屬活動性順序表,并會寫元素符號,故答案為:Fe Cu;
(5)②根據(jù)反應后鐵絲的質(zhì)量減少了,并且溶液由黃色變?yōu)闇\綠色,確定為硫酸亞鐵溶液,故答案為:FeSO4
③將銅絲插入Fe2(SO4)3溶液中,一段時間后取出、洗凈、干燥、稱量,銅絲質(zhì)量為ng(n<b),銅能與Fe2(SO4)3溶液反應,故答案為:能;
④根據(jù)實驗后的現(xiàn)象“鐵絲質(zhì)量較輕,銅絲質(zhì)量不變”得知Fe、Cu共存時Fe優(yōu)先與Fe2(SO4)3溶液反應,故答案為:Fe;
(6)用Fe從含F(xiàn)e2(SO4)3和CuSO4的溶液中獲取金屬Cu,實驗過程Fe沒有從廢液中置換出Cu,小麗認為在鐵絲表面可能有Cu析出,但被Fe2(SO4)3溶液溶解了.但是根據(jù)實驗探究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)Fe、Cu共存時Fe優(yōu)先與Fe2(SO4)3溶液反應,所以小麗的假設(shè)錯誤的,故答案為:不成立;Fe、Cu共存時Fe優(yōu)先與Fe2(SO4)3溶液反應;
(7)①根據(jù)實驗探究的結(jié)果,我們得知鐵先于硫酸鐵溶液反應生成硫酸亞鐵,所以只有加入過量的鐵才能發(fā)生鐵與硫酸銅溶液的置換反應,從而生成銅,故答案為:加入過量的鐵;
②已知Fe和Fe2(SO4)3發(fā)生化合反應,且生成的是淺綠色的溶液;鐵與硫酸銅溶液的反應屬于置換反應是教材上學過的反應方程式,故答案為:Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
考點:實驗探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律;金屬活動性順序及其應用;書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式.
點評:本題聯(lián)系生產(chǎn)實際以實驗探究的形式,重在考查金屬的化學性質(zhì),雖難度稍大,但仍是一道不錯的化學題.
科目:初中化學 來源: 題型:
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實 驗 步 驟 | 實 驗 現(xiàn) 象 | 結(jié) 論 |
分別把這兩種金屬放入 稀鹽酸 稀鹽酸 溶液中,觀察. | 金屬Y表面無明顯變化;金屬X的表面有大量氣泡冒出.將燃著的木條放在金屬X的試管口,氣體燃燒. | 金屬活動性順序: X>Y X>Y |
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實驗次數(shù) | 稀鹽酸的用量(g) | 剩余固體的質(zhì)量(g) |
1 | 10 | 18.375 |
2 | 10 | 16.750 |
3 | 10 | 15.125 |
4 | 10 | 13.500 |
5 | 10 | 13.500 |
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