中考化学实验过关专题 金属和金属性质 人教版

中考化学实验过关专题 金属和金属性质 人教版

中考化学实验过关专题 金属和金属性质 ‎ 第一类 基础型实验大题 典例剖析 例1 （2011广州）甲、乙、丙、丁四种金属。甲即使在高温下也不与氧气反应。乙、丙、丁在一定条件下都能与氧气反应．丁盐的水溶液可用丙制的容器盛放，但不能用乙制的容器盛放．这四种金属的活动性由强到弱的顺序是（　　）‎ A．甲＞乙＞丁＞丙 B．丙＞丁＞乙＞甲 ‎ C．丙＞乙＞丁＞甲 D．乙＞丁＞丙＞甲 解析：甲在高温下也不与氧气反应，说明甲的化学性质较稳定，其金属活动性最弱，丁盐的水溶液可用丙制成的容器盛放，说明丙不能将丁从其盐溶液中置换出来，即丁的活动性较丙强，丁盐的溶液不能和乙制容器盛放，说明乙能将丁从其盐溶液中置换出来，即乙的活动性较丁强，所以四种金属的活动性由强到弱的顺序为乙＞丁＞丙＞甲。‎ 答案：D ‎【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。‎ 53‎ 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 （ ）‎ 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 ‎ C．铁生锈的主要条件是与空气、水直接接触 ‎ D．丁中铁钉生锈最严重 ‎ 解析：铁生锈的主要条件是与空气、水直接接触，对此可知，乙中不断有氧气通入，甲中只有水和空气，戊中没有空气，铁钉不会生锈，故试管中铁钉生锈的快慢顺序为＞甲＞戊；丁中试管内只有水和少量溶于水的氧气，没有直接与空气接触，所以铁钉生锈速率慢或不生锈。故答案为D 答案：D ‎【规律方法总结】熟记铁生锈条件，正确对比分析实验条件。‎ 中考真题分析 ‎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 53‎ 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 （ ）‎ ‎ ‎ A．①② B．①③ C．②③ D．①②③‎ 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①、②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①和②，可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响 B．对比实验②和③，可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响 C．对比实验②和③，可研究温度对反应剧烈程度的影响 D．对比实验①和②，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①、②都在常温下，实验③在更高的温度下进行反应，所以对比实验①和③可知温度对反应速率的影响，实验①和②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②和③温度不同，盐酸浓度也不同，对比得不出正确结果。‎ 答案：A 53‎ 过关检测 两年中考 ‎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 A．装置Ⅰ的铁钉一侧的液面一定会上升 ‎ B．装置Ⅰ、Ⅱ中的铁钉都被腐蚀 ‎ C．比较铁钉一侧的液面，装置Ⅱ比装置I的高 ‎ D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀 解析：铁钉生锈时会消耗U形管中氧气，故装置I的铁钉一侧的液面一定会上升，装置I、II中的铁钉都被腐蚀；食盐水和盐酸能加快铁生锈的速度，时间为一周，故铁钉一侧的液面，装置II比装置I的基本相平；浓硫酸具有吸水性，故装置III中的铁钉几乎没有被腐蚀。‎ 答案：C ‎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 53‎ 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 （ ）‎ 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 Al X Cu 现象 开始时 几乎无气泡产生 产生气泡速度慢 无气泡产生 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。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 53‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎（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.（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 ‎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 ‎7. A 解析: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.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，说明乙的活动性最弱,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.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，但甲产生气泡速度明显比丙的快，说明甲的活动性比丙强.‎ ‎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＞a B.b＞a＞c C.a＞c＞b D.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。‎ 53‎ 第二类  开放型实验大题 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：‎ 试回答：‎ ‎(1)步骤①中锌粉必须过量的原因是 。‎ ‎(2)写出步骤①中任一反应的化学方程式 。‎ ‎(3)要检验步骤④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“>”、“<”或“=”）原废液中硫酸锌的质量。要计算该废液中硫酸铜质量，必须要称量 的质量。‎ 分析：加入过量锌粉是把废液中的Cu2+和Fe2+全部置换出来；锌能与铜离子和二价铁离子反应；再加入稀硫酸如有气泡产生，说明酸不足，如不产生气泡，说明酸过量；由于加入锌生成硫酸锌，使硫酸锌的质量增加，要计算硫酸铜质量，必须知道铜的质量。‎ 答案：（1）将废液中的Cu2+和Fe2+全部置换出来（2）Zn+ CuSO4 = ZnSO4 +Cu （或Fe+CuSO4===Cu+FeSO4）（3）取步骤④的滤渣于试管中，加入少量稀硫酸，若有气泡产生，则酸不足量（或若无气泡产生，则酸已足量）（4）＞ 固体D（或铜）‎ ‎【规律方法总结】本题以废液中回收有关金属和盐为载体，考查金属的活动性、化学方程式的书写、检验试剂是否过量等相关知识及理解应用能力，掌握金属与酸、盐反应是解题的关键。‎ 例2 （2011•大连）在实验室中，老师用下面所示的装置进行实验（图中固定试管的仪器已略去）：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．停止加热并冷却到室温．‎ 53‎ ‎（1）写出硬质大试管中发生反应的化学方程式 、‎ ‎ ；‎ ‎（2）B装置的作用是 。‎ ‎（3）实验后要从硬质大试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“湿法冶金”的原理。）‎ 分析：大试管中发生的反应比较复杂，首先由于试管内空气量较少，所以木炭和氧气反应生成一氧化碳，一氧化碳还原氧化铜生成二氧化碳，二氧化碳还可以和过量的木炭粉一氧化碳。B装置起到缓冲器压得作用，防止停热后装置内气压减小，C内的溶液倒流，炸裂灼热的试管。实验结束后回收铜，就要除去其中的氧化铜，并且要用到湿法冶金原理。所以先用过量的稀硫酸将氧化铜全部溶解，再用过量铁粉将铜置换出来，然后过滤]烘干，用磁铁讲过量的铁分析出。‎ 答案：（1）‎2C + O2 点燃 2CO CuO+CO△Cu+CO2 CO2 + C 高温 2CO　　（2）防止反应后冷却到室温时，C装置的溶液倒流（3）将铜和氧化铜混合物加稍过量稀硫酸，黑色固体全部溶解后，加足量铁粉，过滤， 洗涤， 用磁铁吸出过量的铁粉即可。‎ ‎【规律方法总结】根据实验现象，结合实验装置特点，分析实验过程中发生的化学反应，结合所学的知识，分析解决试题中的有关问题。‎ 例3 （2011·泰州市）已知：①金属钠是一种活泼的金属，与水反应生成氧氧化钠和氢气；②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：‎ 53‎ 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）①无色溶液D与蓝色溶液F反应的化学方程式为 　　；‎ ‎②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　　　　 　；‎ ‎③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 　　　。‎ 分析：根据“乙是红色金属，丙能被磁铁吸引”可知乙是铜，丙是铁，根据C与E反应生成铜和A，可知C可能为一氧化碳或氢气，结合A分解得到B、C，可知C为氢气，A为水，B为氧气；根据D与F的反应产物，根据质量守恒定律，可知D中含有钠元素，结合甲与水的反应，联系所提供资料，可知甲为钠，D为氢氧化钠，根据图中转化关系可知E为氧化铜，F为硫酸铜溶液，G为硫酸亚铁溶液。‎ ‎△‎ 答案：(1) A：H2O　E：CuO G：FeSO4　(2) 过滤(3) ①2NaOH+CuSO4＝Na2SO4+Cu(OH)2↓ ②2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑　　置换反应　 ③Cu(OH)2====CuO+H2O(4) 甲丙乙　　检验气体的纯度或验纯 ‎【规律方法总结】此类题主要是找到题眼，根据题中给出的提示，先判断出其中的某一种或几种物质，再结合框图，化学方程式等进一步把整个题中相关物质确定，解决相关的问题。‎ 中考真题分析 53‎ ‎1.（2011·武汉）实验室里，用如右图所示装置还原氧化铁的过程中，可能生成四氧化三铁、氧化亚铁或铁等固体物质。关于该实验，下列说法错误的是 （ ）‎ A. 实验时，试管中澄清的石灰水变浑浊，证明该反应有二氧化碳生成 B. 实验结束时，玻璃管中红色的氧化铁粉末变成黑色，该产物不一定是铁 C. 反应后，玻璃管中的固体物质的质量比反应前减少了，证明一定有铁生成 D. 为了减少空气污染，应增加尾气处理装置 分析：二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以实验中澄清石灰水变浑浊证明生成了二氧化碳，虽然实验中生成的铁是黑色的，但反应也可能生成四氧化三铁，四氧化三铁也是黑色的，即固体变成黑色不一定生成了铁，由于氧化铁中氧的质量分数较四氧化三铁和氧化亚停止都高，所以氧化铁变成四氧化三铁或氧化铁后，固体质量会减小，由于有部分一氧化碳没有参加反应，逸散到空气中会造成污染，应该进行尾气处理。‎ 答案：C ‎2.（2011·西宁）有甲、乙、丙三种金属，如果把甲和乙分别放入稀硫酸中，乙溶解并产生氢气，甲不反应；如果把甲和丙分别放入硝酸银溶液中，过一会，在甲的表面有银析出，而丙没有变化。根据上述实验事实，回答下列问题：‎ ‎(1)甲、乙、丙的金属活动性由强到弱顺序为________________。‎ ‎(2)归纳总结：在金属活动性顺序里，①________________________________________；‎ ‎②________________________________________________________________________。‎ 分析：乙能与稀硫酸反应产生氢气，而甲不能，所以乙的活动性较甲强，甲能从硝酸银溶液中置换出银，而丙不能，说明甲的活动性较丙强，即三种金属的活动性乙＞甲＞丙，由此；可知在金属活动性顺序中，位于氢前面的金属能与稀硫酸、盐酸反应置换出氢气；位于前面的金属可以将其后面的金属从其盐溶液中置揿出来。‎ 答案：（1）乙＞甲＞丙（2）①位于氢前面的金属能与稀硫酸、盐酸反应，置换出氢气②位于前礓的金属可以将其后面的金属从其盐溶液中置换出来 ‎3.（2011 泉州）为了达到收旧利废节能减排的目的，从含有金属镁、铁、铜的粉末中，分离和提取出重要化工原料MgSO4和有关金属，实验过程如下：‎ 53‎ 请回答：‎ ‎（1）操作①中被磁铁吸引的金属A是 ；金属B是 ．‎ ‎（2）操作a的名称是 ；在蒸发过程中需要使用玻璃棒，其作用是 ．‎ ‎（3）写出步骤②所涉及的化学反应方程式 ，该反应发生的基本类型是 ．‎ ‎（4）实验步骤②中除了加入稀硫酸外，还可选用下列试剂 。‎ 分析：镁、铁、铜三种金属，能被磁铁吸引与另两种分开的是铁；故A是铁；剩余两种金属为镁和铜，再加入适量稀硫酸，过滤，所得金属B为铜；在蒸发过程中玻璃棒的作用是，不断搅拌，防止局部过热，液滴飞溅或固体飞溅；步骤②是镁与稀硫酸反应 ，化学方程式Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑,是置换反应；步骤②中要使镁与铜分离，可加入的试剂还可以是稀盐酸、硫酸铜溶液、氯化铜溶液、硝酸铜溶液等。‎ 答案：（1）铁 铜 （2）过滤 防止液滴飞溅 （3）Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑ 置换反应 （4）HCl CuSO4 CuCl2 Cu(NO3)2等 ‎4.（2012．青岛）某化学兴趣小组对金属的性质做了如下探究，请你填写空格：‎ ‎（1）用下图所示实验探究铁生锈的条件（每支试管中均放有完全相同的洁净铁片）：‎ ‎ ①甲同学认为，试管A发生的现象就能够说明铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果。乙同学不同意他的观点，认为必须全面观察试管_____________（选填试管编号）发生的现象，并经过科学严谨的推理，才能得出上述结论。‎ ‎ ②试管D和E实验的目的是进一步探究铁在_____________________的环境中是否更容易锈蚀。‎ ‎ ③为防止金属锈蚀，除了采用覆盖保护膜等措施以外，还可以制成合金。这是因为合金与纯金属相比，其组成和内部组织结构发生变化，从而引起__________________的变化。‎ ‎ （2）某同学向分别盛有等质量的铁粉和锌粒的试管中，倒入等质量、等溶质质量分数的稀硫酸，以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断两种金属的活动性强弱。有的同学认为这种方案不够合理，理由是___________________________________________。‎ （5） 将一定质量的铁粉放入硝酸铜、硝酸锌的混合溶液中，充分反应后过滤，所得固体中一定含有的物质是_______________________________，且反应后溶液质量比反应前___________（选填“增大” “减小”或“不变” ）。‎ 53‎ 分析：本题探究了金属的性质。（1）首先，探究了铁生锈的条件，铁生锈是铁与空气中的水和氧气共同作用的结果，因此，需要观察A、B、C三个试管中的现象，通过对比和分析得出铁锈蚀的条件。试管D是铁钉在盐溶液中，试管E是铁钉在酸溶液中的锈蚀情况；合金与构成合金的纯金属相比，具有许多优良的性能，合金的其组成和内部组织结构发生变化，从而引起性质发生了变化。（2）采用控制变量法来进行实验探究时，需要控制一个变量，然后其他的量都不变，题目中，应该控制金属颗粒的大小，状态等一致。（3）铁的活动性比锌弱比铜强，因此，将一定质量的铁粉放入硝酸铜、硝酸锌的混合溶液中，铁会置换出硝酸铜中的铜，所得固体物质中，一定含有的物质是铜，因为铁的相对原子质量小于铜，所以反应后溶液质量比反应前减少。‎ 答案：（1）①ABC ②盐、酸存在 ③性质 ‎ ‎（2）没控制相同的条件，金属的表面积不同 ‎（3）铜 减少 过关检测 两年中考 ‎1．（2010·南安）我市某电镀厂为减少水污染及节约成本，从含有CuSO4，ZnSO4、FeSO4的废水中回收重要原料硫酸锌和有关金属，实验过程如下：‎ 废液 滤液A 固体A ‎（Fe、Cu、Zn）‎ ZnSO 固体B 固体C Cu 滤液B 请回答：‎ ‎（1）滤液A和滤液B含有相同的溶质是 。‎ ‎（2）写出步骤①其中一个反应的化学方程式： 。‎ ‎（3）固体A中含Fe、Cu、Zn三种金属，将其活动性填入下列空格中：‎ ‎ … … … (H) … …‎ ‎ ►‎ ‎ 金 属 活 动 性 逐 渐 减 弱 ‎（4）步骤①加入的锌粉为什么要过量，请你简要说明理由 。‎ ‎（5）固体B的物质是 。‎ 53‎ ‎1.（1）ZnSO4 （2）Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu 或 Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe （3）Zn Fe Cu (4)将废液中的FeSO4和CuSO4完全反应掉 (5)Fe ‎ 解析：往含有CuSO4，ZnSO4、FeSO4的废水中加入过量的铁粉，得到滤液A为硫酸锌溶液；再往含有Fe、Cu、Zn的固A中用磁铁吸引，可得到固体B为铁；最后往含有锌和铜的固体C中加入过量的稀硫酸铜，过滤，得到铜和滤液B，滤液B的溶质为硫酸锌和硫酸。‎ ‎2. （2011年衡阳）小林同学对A、B、C三种金属的活动性进行探究，他分别将A、B、C三种金属放入三支盛有相同溶质质量分数的稀盐酸中，记录的实验现象为：A、C都能与盐酸反应放出气体，B放入稀盐酸中无明显现象。根据小林同学的记录，你对A、B、C三种金属的活动性能作出的判断是：________、______。不能作出的判断的是_____。要对A、B、C的金属活动性的相对强弱作出准确判断还需要做的实验是___________。‎ ‎2. A比B强 C比B强 A, C的活动性强弱 将A放入C的可溶性盐溶液中，观察现象(或将C投入A的可溶性盐溶液中，观察现象)‎ 解析:A, C都能与稀盐酸反应产生氢气，说明A, C的活动性较强，但由于示记录这两气金属与盐酸反应的快慢情况，无法比较这两种金属活动性的相对强弱，B不与稀盐酸反应，说明B的活动性较弱，要进一步判断三种金属的活动性顺序，需将金属A投入C的可溶性盐溶液中，观察是否能将C置换出来，也可以将C投入A的可溶性盐溶液中，观察是否有A析出.‎ ‎3. （2010·鞍山)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，装置如下图所示。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Fe2O3 (请写一物质的化学式)。‎ ‎3.（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 53‎ ‎4. （2010·芜湖）某化学小组的同学将一枚洁净的铁钉放入食盐水中（如图，装置气密性良好）。一段时间后，进行观察。请你一起参与分析，并完成后续实验设计。‎ ‎〔观察现象〕①装置中右侧导管的液面升高。‎ ‎②铁钉生锈，试管底部有黑色固体物质。‎ ‎〔提出问题〕导管中液面为何升高？黑色固体物质又是什么？‎ ‎〔理论分析〕小组同学根据已学习过的知识分析得知，液面上升的原因是 ‎ ‎ 。‎ ‎〔猜想与假设〕小组中的小明同学猜测该黑色固体可能含有：①Fe、②Fe3O4、③FeCl3、‎ ‎④C四种物质 ‎〔分析与验证〕小组同学根据小明的四种猜测做了以下分析：‎ ‎（1）小红同学认为不可能含有氯化铁，该结论也得到小组同学的认可，理由是 。‎ ‎（2）小强同学认为一定含有碳，该结论也得到了小组同学的认可，理由是 。‎ ‎（3）小组同学不能确定是否含有铁，请你帮他们设计方案进行确认：‎ 实验步骤 实验现象 实验结论 你选用的试剂是：‎ ‎ ‎ ‎〔知识链接〕相信你一定在家中做过铁钉分别在水以及食盐水中生锈的实验，你的结论之一是铁钉在 （填“水”或“食盐水”）中生锈快。‎ 53‎ ‎5. （2010·玉溪）某化学探究小组为了验证铁、铜、锌、银的金属活动性顺序，设计了如下实验方案：‎ ‎①将铁片加入到稀盐酸中；‎ ‎②将铜片加入到硝酸银溶液中；‎ ‎③将锌片加入到稀盐酸中；‎ ‎④将金属片X（表示铁、铜、锌、银中的某一种）加入到Y中。‎ ‎（该方案中所有金属均已打磨，且形状、大小以及稀盐酸的溶质质量分数均相同）‎ 请完成：‎ ‎（1）写出②中反应的化学方程式： ；‎ ‎（2）通过上述实验，可以判断锌的金属活动性比铁强，依据的现象是 。‎ ‎（3）要得出这四种金属的活动性顺序，如果④中Y表示硫酸铜溶液，则X表示的 一种金属是 ；如果X表示铜，则Y表示的一种溶液是 。‎ ‎6. （2011·兰州）同学们在实验室发现了三种金属——铝、铁、铜，其中一块铜片生锈了，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，某同学设计了一组实验：①铝片浸入稀硫酸中；②铜片浸入稀硫酸中；③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：①铜绿受热分解会生成黑色的氧化铜 ②酒精在不完全燃烧时会生成炭黑 ③炭黑与稀硫酸不以应。‎ 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。‎ 实验步骤 实验现象 结论 铜片表面黑色固体全部消失，露出红色的铜，溶液变 ‎ 此黑色固体是 （填化学式）‎ 53‎ 剪下一片变黑的铜片，放入盛有足量稀硫酸的试管中，微热 色。‎ 一年模拟 ‎7.（2012广西南宁三中模拟五）某工厂现有含少量铁屑的铜屑废料。某校九（5）班化学兴趣小组的同学欲从中回收铜，他依据“绿色化学”的思想设计了两种方案：‎ 方案Ⅰ(物理方法)：将磁铁接触铁屑和铜屑混合物，铜和铁分别得到回收……‎ 方案Ⅱ (化学方法): 过程如下：‎ 铁屑和 铜屑 加入过量含B的工业废水 操作A 溶液C 铜屑 ‎①操作A的名称是 ，完成该操作需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗和 ；‎ ‎②B可能为 ___________；写出相关的化学方程式_____________________________；‎ ‎③确定给铁屑和铜屑加入的B已经过量的方法有：___________________ 。‎ ‎④该方案体现绿色化学的思想有：铜得到了回收， 。 ‎ ‎8.（2012江西赣州）下列物质是初中化学中常见物质，其相互转化关系如下图（气体D是 ‎ 一种剧毒性气体，部分生成物和反应条件省略）。请回答：‎ ‎ ‎黄 色溶液A 盐酸 ‎①‎ ‎② +X ‎+F ‎④‎ ‎③‎ 无色无味气体B 无色无味气体D 红棕色固体C 黑 色固体E 红 色固体G 浅绿色溶液H ‎（1）物质D的化学式为___________。‎ ‎（2）溶液H中的溶质属于（选填“单质”、“氧化物”、“酸”、“碱”或“盐”） ___________。‎ ‎（3）反应①的化学方程式为_________________________________________，反应②的化学 ‎ 方程式可能是_________________________________。‎ ‎8.（1）CO（2）盐（3）①Fe2O3＋6HCl2FeCl3＋3H2O②‎2C＋O22CO或CO2＋C2CO 53‎ 解析：根据反应①可确定C为氧化铁，A为氯化铁溶液，根据反应②③可判断D是一氧化碳，E是铁，根据颜色可知G为铜，根据反应④可知F为可溶性的铜盐溶液，如硫酸铜，氯化铜，硝酸铜，H是亚铁溶液，如硫酸亚铁，氯化亚铁，硝酸亚铁（注意与F对应），B可能是氧气，也可能是二氧化碳，X是碳单质。‎ 第三类  设计型实验大题 典例剖析 例1 （2010·福州）小彬同学家新买了水龙头，从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬的。他想起在学习金属性质时用到的金属活动性顺序中没有铬，为了了解铬与常见金属铝、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性的致密氧化膜。铬能与稀硫酸反应，生成蓝色的硫酸亚铬( CrSO4)溶液……‎ 铝是银白色有光泽的金属，能与稀硫酸反应，生成无色的硫酸铝溶液……‎ ‎【预 测】三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系：‎ ‎①Cr Al Cu ②Al Cr Cu ③Al Cu Cr ‎【实验过程】取大小相同的三种金属薄片，用砂纸打磨光亮。‎ 实验一 实验二 实验三 实验 方案 实验 现象 铬片表面产生气泡缓慢，溶液变蓝色。‎ ‎_______________________‎ 铝片表面产生气泡较快。‎ 结论 铬能和稀硫酸发生反应，反应速率较慢。‎ 铜不与稀硫酸反应 ‎_______________________‎ 三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系是__________________________‎ ‎【回答问题】(1)用砂纸打磨金属片的目的是_____________________。‎ ‎ (2)实验一所发生反应的化学方程式是____________________________。‎ ‎ (3)小东提出用硫酸铜溶液代替上述实验中的稀硫酸也能得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系，小燕认为不可行，理由是__________________。‎ ‎ (4)小清认为只要选用三种药品进行实验就可以得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系，这三种药品可以是________________。‎ ‎【归 纳】比较金属活动性强弱的方法有①_____________ ② ___________ 。 ‎ 53‎ 分析：根据铜不与稀硫酸反应，可知铜片放入稀硫酸中无明显现象，铝片放入稀硫酸中产生气泡较快，可得出铝能与稀硫酸反应，且反应较快的结论，根据三个实验可知：活动性最强的是铝，最弱的是铜，铬居中间，用砂纸打磨金属片的目的除去金属表面的氧化物或污物，铬与稀硫酸反应的产物可从资料中获取，为氢气和硫酸亚铬，如果用硫酸铜代替稀硫酸，铝与铬都能置换出其中的铜，无法比较铝与铬的活动性强弱，比较三种金属活动性强弱常用“两固加一液”或“两液加一固”如： A1、CrSO4溶液、Cu；或硫酸铝、铬、硫酸铜等，比较金属活动性强弱常比较金属与酸反应的情况，或比较金属与盐溶液反应的情况。‎ 答案：实验现象：无现象 结论：铝能与稀硫酸发生反应，反应速率较快 Al 　Cr 　Cu(或“②”)【回答问题】 (1)除去金属表面氧化物(或污物) (2) Cr+H2SO4＝CrSO4+H2↑(3) 无法比较铬和铝的金属活动性强弱 (4) A1、CrSO4溶液、Cu（合理即可）【归纳】①通过金属与酸反应判断金属活动性强 ②通过金属与盐溶液反应判断金属活动性强弱 ‎ ‎【规律方法总结】填写实验报告时，应该充分利用操作、现象与结论间存在对应关系，通过推理将表格内容补充完整，设计实验验证金属活动性强弱时，应该掌握常见的方法：金属与酸反应，金属与盐溶液反应，比较三种金属的活动性：两固加一液或两液加一固，掌握这些方法可以提高解题速率。 ‎ 例2 （2010·海南）为探究铁锈蚀的影响因素，某兴趣小组做了如下实验。‎ ‎[实验方案] 将3枚洁净的铁钉同时置于如图所示环境下的斌舒中，观察铁钉锈蚀情况。‎ ‎[实验现象]3天后，I、Ⅲ中铁钉不生锈，Ⅱ中铁钉明显生锈。‎ ‎[获得结论]‎ ‎（1）对照实验I、Ⅱ，可知铁锈蚀的条件之一为 ；‎ ‎（2）防止铁锈蚀的一种方法是 。‎ ‎[拓展探究]‎ ‎（3）小明发现海边的铁器很容易生锈，从而猜测氯化钠能加快铁的锈蚀。请设计实验方案验证小明的猜想 。‎ 分析：实验I和实验Ⅱ不同之处在于实验I中铁钉没有接触到水，所以对比这两个实验可知出铁生锈需要铁与水接触（或在潮湿环境中等），防止铁生锈就是破坏铁生锈的条件，可采取的方法有刷漆、涂油等，设计方案证明氯化钠能加快铁生锈，一定要通过对比实验得出结论，在都满足铁生锈的条件：与水、氧气接触的前提下，其中一个实验中铁还与氯化钠接触，另一个实验中不使用氯化钠，如取两段质地和粗细相同的细铁丝，其中一一段用蒸馏水浸泡后取出放入干燥的烧杯中，加一段用氯化钠溶液浸泡后，取出放入另一干燥的烧杯中，观察铁丝表面的变化情况等。‎ 53‎ 答案：（1）在潮湿的空气中、与酸性溶液接触、与碱性溶液接触、与食盐水接触（合理均给分）（2）涂油、喷漆、搪瓷等（3）在A、B、C、D四支试中分别放入干燥的细铁丝、浸过食盐水的细铁丝、浸过清水的细铁丝、完全浸没在食盐水中的细铁丝，两天后观察，发现浸过食盐水的细铁丝锈蚀最严重（方案合理即可，一定要用对比实验）‎ ‎【规律方法总结】对比是常用的一种方法，利用控制变量的思想，使两个实验中只有一个变量不同，其它变量控制相同，然后通过分析结果判断该不同变量对物质变化的影响规律，如设计实验证明氯化钠可以加快铁生锈的方案时，一是必须控制所用铁或铁制品的质地、粗细相同，在相同的温度下进行实验，铁丝都与氧气和水接触等。‎ 中考真题分析 ‎1.（2012泰安）某兴趣小组的同学从实验室收集到一桶含有FeSO4、CuSO4的废液，他们想从中回收金属铜和硫酸亚铁晶体，设计了如下实验方案。结合实验方案回答下列问题： ‎(1)步骤①中，金属X是 ，该反应的化学方程式为 。 ‎(2)步骤②中，加入过量稀硫酸的目的是 。 ‎(3)从滤液中获得硫酸亚铁晶体采用的方法是 。‎ 分析：本题是对铜和铁的金属活动性顺序的考查。铁的活动性比铜要强，利用铁可以将硫酸铜溶液中的铜置换出来。因此，第一步操作中，加入的过量金属X是铁，过滤后，得到的金属混合物是铁和铜的混合物，滤液是硫酸亚铁溶液；第二步中，加入过量的稀硫酸，铁可以和稀硫酸反应生成硫酸亚铁溶液，铜和稀硫酸不反应，过滤后，得到铜，将滤液进行蒸发结晶可以得到硫酸亚铁晶体。 ‎ 答案：(1)铁（或Fe） Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4‎ ‎(2)除去铜中的铁 (3)蒸发 ‎2. （2010·咸宁）为探究Al、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，有甲、乙、丙三位同学设计了如下方案：‎ ‎（1）甲同学将金属分别放入盛有盐酸的3支试管中。根据铜加入盐酸中无变化， 现象，判断出Al>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 。‎ 53‎ 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 ‎3.（2011 宁夏）某研究小组的同学为探究铁、铜、锌、银的金属活动性顺序，设计如图所示的三个实验（其中金属均已用砂纸打磨，且形状、大小相同；所用稀盐酸的溶质质量分数、用量也相同）．‎ ‎（1）通过观察，甲同学很快判断锌的活动性比铁强．据你分析，甲同学依据的实验现象是 ．过一会儿，他又发现铜片表面有银白色固体附着，这说明 ．‎ ‎（2）乙同学认为上述实验不足以得出四种金属的活动性顺序，想再补充一个实验，请你和乙同学一起设计一个实验方案并进行实验，达到探究目的．‎ 实验步骤 实验现象 实验结论 ‎（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）‎ 无明显现象 铁的活动性较铜强 53‎ 将铜片放入试管中，加入适量的硫酸亚铁溶液 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①：Cr>Al>Cu 猜想②：Cr>Cu>Al 猜想③：Al>Cr>Cu 猜想④：Al>Cu>Cr ‎【讨论交流】根据已学的金属活动性顺序和已查阅的资料分析，肯定不能成立的是猜想是 和猜想 （填序号）．‎ ‎【实验设计及过程】请将表中的内容填写完整．‎ 实验操作 实验现象 实验结论 室温下，将大小相同并打磨光亮的铬片、铝片、铜片分别投入盛有体积相同、 相同的稀硫酸的试管中 铬片表面产生气泡缓慢铝片表面产生气泡较快铜片表面 ‎ 猜想 （填序号）成立 ‎ 【实验反思】‎ ‎（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：‎ ‎①把甲放入乙的盐溶液中 ‎②把乙放入丙的盐溶液中 ‎③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②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④‎ 53‎ 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③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①可得出甲的活动性较乙强，根据方案②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③没必要做。‎ 答案：【讨论交流】②④ 【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） ③ 【实验反思】（1）A （2）③‎ ‎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 CO CO2‎ 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 ‎【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①和猜想②，请结合所学知识补充余下的一个猜想。‎ 猜想①；黑色粉末A由铁粉和四氧化三铁（Fe3O4）组成 猜想②；黑色粉末A由铁粉和氧化亚铁（FeO）组成；‎ 猜想③； 。‎ ‎【反思评价】小娟认为方案②和方案③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 。‎ 53‎ 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↑‎ 过关检测 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：‎ 请将三种金属的元素符号填入下表：‎ ‎（2）兴趣小组的同学从实验室中收集一桶含有FeSO4、CuSO4的废液．他们想从中回收金属铜和硫酸亚铁晶体，设计了如下方案：‎ ‎①甲同学提出X可用金属铁，乙同学认为X可用金属锰，你认为 （选填“甲”或“乙”）同学的意见是正确的，理由是 ‎ 53‎ ‎．加入过量的金属X的目的是 ．‎ ‎②操作a、b的名称是过滤，其目的是除去溶液中 的杂质．步骤Ⅱ中发生反应的化学方程式为 ．‎ ‎（2）① 甲 可得到纯净的FeSO4晶体 使废液中的铜全部被置换出来 ②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)：①将光亮铜片部分浸入蒸馏水中；②将光亮铜片究全浸入煮沸过的蒸馏水中；③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：‎ 53‎ ‎①流程Ⅱ废水中含有的物质有_________________________________；‎ ‎②经测定：流程Ⅳ中废水的pH为4，废水中一定没有________________________；‎ ‎③流程Ⅳ废水中除流程Ⅰ、Ⅱ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 ‎1 g铁粉、‎0.2 g碳和10滴水 ‎100‎ ‎70‎ 约120‎ l g铁粉、‎0.2 g碳、10滴水和少量NaCl ‎100‎ ‎70‎ 约70‎ ‎（1）实验①和②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①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响，请在表格空白处填写实验③的样品组成。‎ 53‎ ‎（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)。‎ ‎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 53‎ 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。‎ ‎ ② ‎ 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 ① 。‎ 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 ③ 。‎ 验证了实验1的结论。‎ ‎【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 ⑤ 。‎ ‎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）‎ 53‎ 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 ‎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 ‎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Ⅰ 步骤Ⅱ 实验 操作 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 A B C D E ‎【观察分析】‎ ‎① 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……）。‎ ‎② 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）。‎ 53‎ ‎【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． 。‎ 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  探究型实验大题 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：‎ ‎ ①铜、银、硫酸亚铁溶液 ②铁、银、硫酸铜溶液 ‎ ③银、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液 ④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 ‎ 53‎ 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②④，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。‎ ‎【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 ‎①‎ 加入适量稀盐酸 有微量气泡，固体全部溶解，得到澄清溶液 ‎②‎ 加入适量蒸馏水 固体部分溶解 ‎③‎ 加入适量无水乙醇 固体部分溶解 ‎【得出结论】由实验①可判断假设c （填“成立”或“不成立”），再结合②和③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①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①可知，该灰黑色固体不是难溶于酸的物质，根据实验②可知固体中含有铝，由实验③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。‎ 53‎ 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Ⅰ：铜与浓硫酸不能反应；‎ 猜想Ⅱ：铜与浓硫酸能反应，且可能生成氢气。‎ ‎【实验探究】实验Ⅰ：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Ⅱ：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 ① 。‎ ‎（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 ② ，此反应还生成了水，请写出该反应的化学方程式 ③ ；‎ ‎（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 ④ 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 ⑤ 。‎ 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 53‎ 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：① CuSO4或硫酸铜 ② SO2或二氧化硫 ‎ ‎③ Cu+2H2SO4(浓)=== CuSO4+ SO2↑+2H2O ‎④ 浓度大小或质量分数大小 ⑤ 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 ‎1.（2011 武汉市）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H2比乙装置中产生的H2质量 （填“多”、“少”或“相等”）．‎ ‎（可能用到的相对原子质量：H-1；O-16；Mg-24；Cl-35.5；Fe-56）‎ 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过滤、洗涤、干燥、称量所得固体质量 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”）。‎ 53‎ 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 。‎ 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：① ，② ，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。‎ 53‎ 答案：［查阅资料］4（或四等）［实验探究］ ⑴H2 点燃 ⑵CuCl2 HCl（答案可互换）‎ ‎①有气泡产生 ②有红色物质析出（溶液颜色变浅）（答案可互换）⑶Cu、Fe、Zn（或Cu＜Fe＜Zn） ⑷CuO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，‎ ‎ 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①②③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①②③中所发生的化学反应，其中属于置换反应的是①②；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）①②  （5）3CO+ Fe2O3 高温 2Fe + 3CO2‎ 过关检测 ‎ 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。‎ 53‎ ‎【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：‎ ‎【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。‎ 53‎ ‎2.（2011·泰州市）已知：①金属钠是一种活泼的金属，与水反应生成氧氧化钠和氢气；②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)①无色溶液D与蓝色溶液F反应的化学方程式为　　 　　　　　 　　；‎ ‎ ②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　　　　 　；‎ ‎ ③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：‎ 53‎ 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。‎ 黑色粉末变成 色 Zn和CuO能发生置换反应。‎ 53‎ 向冷却后的固体中加入足量的稀盐酸。‎ 固体部分溶解，有气泡产生，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Ⅰ 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Ⅱ 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；‎ 实验现象记录表 金属 空气 稀硫酸 硝酸银溶液 铁 ‎—‎ ‎√‎ ‎√‎ 铜 ‎—‎ ‎—‎ ‎√‎ 镁 ‎√‎ ‎√‎ ‎√‎ 步骤Ⅲ 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Ⅰ 53‎ 可以得出三种金属中镁的金属活动性最强，判断依据是 ‎ ‎（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Ⅱ和步骤Ⅲ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Ⅱ和步骤Ⅲ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Ⅰ、步骤Ⅱ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。‎ 53‎ ‎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 ‎⑴写出焙烧中氧化铁与CO反应的化学方程式 ‎ ‎⑵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：‎ ‎①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 ；②点燃A处酒精灯；③缓缓通入纯净干燥的H2；④点燃C处酒精灯；⑤分别熄灭A、C处酒精灯；⑥再缓缓通入少量H2；⑦再次称量必要装置的质量。‎ 操作的先后顺序是①→③→ → →⑤→⑥→⑦（填序号）‎ ‎（4）步骤③的目的是 ，验证该步骤目的达到的实验方法是 ，步骤⑥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）；‎ 53‎ 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，将它固定，用镊子夹住“铁丝”，然后将火柴在酒精灯上点燃，将“铁丝”由集气瓶口向下慢慢伸入，观察现象。‎ ‎（1）甲同学只发现“铁丝”红热一下，而没有观察到其他现象，请你分析铁丝没有燃烧的可能原因是 （只写一条即可）。‎ ‎（2）乙同学发现“铁丝”在纯净氧气中燃烧起来，观察到火星四射，并有黑色固体生成，请写出该反应的化学方程式 。‎ ‎（3）为了找出“铁丝”在纯氧中燃烧“火星四射”的原因，现提供实验用品有：细纯铁丝、细含碳铁丝、镁条、集气瓶装的几瓶纯净氧气、酒精灯、火柴和镊子等，设计了如下实验方案，请你将其补充完整。‎ 假设 验证方法 假设一：火星是由 引起 53‎ 取长短、粗细相同，含碳量不同的细铁丝，分别在足量的氧气中燃烧，观察实验现象 假设二：火星是由 引起 取 用砂纸打磨后在纯氧中燃烧，观察现象 只要假设合理，验证方法准确，根据实验现象，进行分析判断，就能得出结论。‎ ‎7.（1）氧气不纯（或没有等火柴梗即将烧尽时伸入集气瓶中等）（2）3Fe + 2O2 点燃 Fe3O4（3）碳燃烧 铁引起 纯细铁丝 解析：铁丝伸入集气瓶中，只是红热，没有燃烧，其原因有氧气含量不足，一是收集气后放置时间太久，也可能收集时间不够，或是没等火柴梗即将烧尽时伸入，火柴梗燃烧消耗了瓶中的氧气，从铁丝来说，可能是纯铁丝，也可能是用生铁制成的铁丝，所以火星的产生可能是由碳引起的，也可能是由铁燃烧引起的，可以针对这两个方面进行设计实验。‎ ‎8.（2012江西模拟题）如下图所示，某同学用一氧化碳还原氧化铜制取金属铜。请你参与他的探究过程，并回答下列问题。‎ ‎(1)试写出一氧化碳和氧化铜反应生成金属铜和二氧化碳的化学方程式： _______。‎ ‎(2)该装置中，右边的酒精灯的作用是 _______。‎ ‎(3)实验结束后，该同学对A处残留固体的组成进行探究。查阅资料得知，由于给氧化铜加热温度不够或通入一氧化碳不足，反应不仅能生成铜，还可能生成中间产物氧化亚铜(化学式为Cu2O)。氧化亚铜是一种红色固体，难溶于水，可与稀硫酸发生如下反应：Cu2O+H2SO4==CuSO4+Cu+H2O ‎ ①在氧化亚铜中铜元素的化合价为 __ ___价。‎ ‎②残留固体的组成有哪几种可能? 。（最少写出三种）‎ ‎③请你设计实验，证明氧化铜是否全部转化为金属铜。‎ 实验内容和步骤 观察到的实验现象和结论 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎8.（1）CO+CuO Cu+CO2 （2）将未参加反应的CO燃烧掉，防止污染空气（3）①+1 ②全部为铜、全部为氧化亚铜、铜和氧化铜的混合物、铜和氧化亚铜的混合物、氧化铜和氧化亚铜的混合物、‎ 53‎ 铜、氧化铜和氧化亚铜的混合物 ③取少量的生成物放入试管，加稀硫酸 固体不溶且溶液为无色 解析：酒精灯的作用是燃烧没有反应完全的CO气体，防止环境污染，由化合物中各元素的化合价代数和为零可计算得出Cu2O中铜元素的化合价为+1价，残留固体的成分可能是由铜、氧化铜、氧化亚铜中的成分组成的，由于有CO参加反应，所以残留固体中不可能只有氧化铜，故剩余固体的组成为①全部为铜②全部为氧化亚铜③铜和氧化铜的混合物④铜和氧化亚铜的混合物⑤氧化铜和氧化亚铜的混合物⑥铜、氧化铜和氧化亚铜的混合物。‎ 第五类  评价型实验大题 典例剖析 例1 （2012.眉山）向AgNO3和Cu( NO3)2混合溶液中加入一定量的锌粉，充分反应后再 ‎ ‎ 加入稀盐酸无明显现象。下列说法正确的是 （ ）‎ ‎ A.一定有锌粉剩余 B.所得溶液中一定有Zn2+、Cu2+‎ ‎ C.一定有银粉生成 D.所得溶液中一定有Cu2+、Ag+‎ 分析：本题考查了锌、铜、银三种金属的金属活动性顺序，锌的活动性比铜和银都强，将锌粉加入到硝酸银和硝酸铜的混合溶液中， 锌首先和硝酸银反应，然后再和硝酸铜反应，反应后，加入稀盐酸无明显现象，说明充分反应后，锌没有剩余，所得溶液中一定含有Zn2+‎ 一定有银粉生成。‎ 答案：C ‎【规律方法总结】判断反应后有什么物质生成或者反应物是否有剩余，要考虑反应物的量的多少，根据反应物的量来确定生成物质的种类。‎ 例2 （2011·烟台）下列比较金属活动性强弱的实验设计、现象和结论均正确的是 （ ）‎ 选项 实验设计 现象 结论(金属的活动性)‎ A 将铝丝放人硫酸铜溶液中 无现象 Cu>Al B 分别将相同形状的镁条和铝条点燃放入盛氧气的集气瓶中 镁条燃烧得更剧烈 Mg>Al C 分别将锌粉与铁丝放入相同浓度的稀盐酸中 锌粉产生气泡的速率比铁丝快 Zn>Fe D 分别将铁丝与铜丝放入相同浓度的稀盐酸中 铁丝表面产生气泡，铜丝无现象 Fe>Cu 53‎ 分析：铝的活动性较铜强，铝可将铜从硫酸铜溶液中置换出来，所以A中现象与结论都不正确，在相同条件下镁与氧气较铝与氧气反应剧烈，可说明镁的活动性较铝强，C中锌是粉末，与盐酸接触面积大，铁是铁丝与盐酸接触面积较小，由于反应物间的接触面积也会影响反应速率，所以该实验设计有误，D是比较相同条件下金属与酸反应的现象判断金属活动性强弱，现象与结论均正确。‎ 答案：BD ‎【规律方法总结】如果是通过对比实验得出实验结论，则设计实验时应该控制变量，否则得出的结论不正确。‎ 例3（2011·重庆）‎ ‎2011年是国际化学年(IYC2011），其宗旨是“增进公众对化学重要性的认识，鼓励青年人热爱化学，学习和研究化学”。某校化学兴趣小组的同学，对课本中一氧化碳还原氧化铁实验作了绿色化改进后制取单质铁（K1，K2是活塞）：‎ ‎（1)关闭K1、开启K2，可以验证CO还原Fe2O3的产物。‎ ‎①这是关于气体的实验，实验前必须对装置进行 ‎ ‎② CO还原Fe2O3的化学方程式为 ‎ ‎③在e处点燃气体的目的是 ‎ ‎(2)关闭K2,开启K1，可以将d口出来的气体再从a通人装置而循环使用。‎ ‎① c瓶中应装 （填序号）。‎ A.澄清石灰水 B.水 C.石蕊溶液 D.浓硫酸 ‎②反应完后（假设b瓶中NaOH全部转化为纯碱），要从b瓶中溶液得到纯碱固体，必要的实验操作为转移、 结晶。‎ ‎③该实验这样改进的主要优点是 ‎ 分析：关于气体的实验，实验前应该检查装置的气密性，由于一氧化碳不能完全与氧化铁反应，出来的尾气中还含有一定量的一氧化碳，e处点燃气体的目的是使有毒的一氧化碳转化为无毒的二氧化碳，防止污染空气，d口出来的气体用于还原氧化铁，故c 53‎ 瓶是对一氧化碳进行干燥，应该盛放浓硫酸，从碳酸钠溶液中获取碳酸钠，采用蒸发结晶的方法，本装置改进后，一是提高了一氧化碳的利用率，可以减少碳排放，二是防止空气污染。‎ 答案：（1）①气密性检查②3CO＋Fe2O3 高温 2Fe＋3CO2③防止污染空气（2）① D②蒸发③减少碳的排放，提高原料利用率 ‎【规律方法总结】实验评价一般从四个角度评价：实验原理是否科学，实验操作是否安全、简便，经济上是否节约，是会对环境带来污染。‎ 中考真题分析  ‎ ‎1.（2011·福州市）某课外活动小组同学用图12装置（固定装置未画出）测定含有杂质的镁带中镁单质的质量分数（杂质与酸接触不产生气体）。实验过程是：‎ ‎①取一段镁带样品，准确称得其质量为‎0.030g。‎ ‎②往量气管内装水至低于刻度“0”的位置。按图12所示（未装药品）装配好仪器。‎ ‎③检查装置气密性。‎ ‎④在试管中加入足量的稀硫酸，稍倾斜试管，将用水湿润的镁带小心贴在试管壁上，塞紧橡皮塞。‎ ‎⑤调整量气管液面，使两边的液面保持同一水平，记录量气管中液面位置。‎ ‎⑥把试管底部略为抬高，使镁带与稀硫酸接触完全反应。‎ ‎⑦待冷却至室温后，再次记录量气管中液面位置。‎ ‎⑧算出量气管中增加的气体体积为23.96mL。‎ 已知：同温同压下，不同气体混合后体积等于混合前各气体体积之和。‎ 请回答下列问题：‎ ‎（1）写出镁与稀硫酸反应的化学方程式 。‎ ‎（2）能否用托盘天平称量‎0.030g镁带样品 。（填“能”或“不能”）‎ ‎（3）若不改变温度，如何用较简单的方法检查图12所示装置的气密性？‎ ‎ 。‎ ‎（4）经换算，该实验获得的氢气质量为‎0.0020g。该镁带中单质镁的质量分数是 。‎ ‎（5）实验过程⑦中再次记录量气管的液面位置时，试管中留有氢气，是否会影响实验最终结果 （填“是”或“否”）。理由是 。‎ 分析：托盘天平的精确度一般只有‎0.1g，无法称量‎0.030g镁带，检查该装置气密性的方法可以通过上下移动右侧玻璃管，使左右两侧形成一定的液面差，观察液面差的变化进行判断，由于试管中留有氢气的体积等于从试管中排出空气的体积，所以试管中留有氢气对实验结果没有影响。‎ 53‎ 答案：1.（1）Mg +H2SO4＝ Mg SO4+H2↑ （2）不能 （3）把玻璃管下移一段距离，使玻璃管和量气管中的水形成一定的液面差，如果一段时间后液面差保持不变，则说明装置不漏气；反之，则表示装置漏气。 （合理答案均可得分） （4）80% （5）否 因为试管中留有的氢气体积等于从试管中排出的空气体积，所以对实验最终结果没有影响。‎ ‎2（2012.潍坊）小娜及学习小组的同学在老师的指导下对黄铜中铜和锌的含量及其性质展开了探究。‎ ‎【查阅资料】‎ HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3,AgCl是一种白色沉淀，这个反应在化学上用于检验和鉴别。‎ ‎【提出问题】测定黄铜中锌、铜的质量分数。‎ ‎【实验原理及实验方案设计】（略）‎ ‎【探究实验】 ‎ ‎1.先将黄铜在热碱液中浸泡一段时间，以除去表面的油污。然后再放在稀盐酸中浸泡片刻，其目的是_________________________。用蒸馏水清洗干净，干燥，取少量研碎，称取质量为ag。‎ ‎2.将ag试样放入小烧杯中，加入足量稀盐酸，搅拌使其充分反应。‎ ‎3.将小烧杯中的混合物过滤，_____________(请将此实验步骤补充完整)。‎ ‎4.称取固体的质量为bg。‎ ‎5.计算出黄铜中锌和铜的质量分数。‎ ‎【反思与评价】‎ 在步骤1中，若试样用蒸馏水洗涤之后，不干燥，则计算出合金中锌的质量分数将 。（填“偏大”、“偏小”或“不受影响”）‎ ‎【拓展探究】‎ ‎1.重复【探究实验】步骤1。w w w. m ‎2.将ag试样放入一定量的硝酸银溶液中，使其充分反应后过滤，得到固体和蓝色滤液，并对滤液的组成进行探究。‎ ‎（1）锌和硝酸银溶液反应的化学方程式是________________________。‎ ‎（2）同学们对蓝色滤液中所含的溶质做出多种猜想，其中只有两种猜想可能成立，这两种猜想是：①溶质为硝酸锌和硝酸铜；②溶质为______________。‎ ‎（3）设计两种实验方案来验证以上猜想。‎ 方案 实验操作 实验现象 结论 方案一]‎ 取少量滤液于试管中，在滤液中插入一根铜丝 ‎________________‎ 猜想①成立 ‎________________‎ 猜想②成立 53‎ 方案二 ‎_________________________‎ ‎_________________________‎ ‎________________‎ 猜想①成立 ‎________________‎ 猜想②成立 分析：先将黄铜在热碱液中浸泡一段时间，除去表面的油污后在放入稀盐酸中浸泡片刻，其目的是除去合金表面的氧化膜；黄铜是铜和锌的合金，锌可以和稀盐酸反应，而铜和稀盐酸不反应，将黄铜和稀盐酸充分反应后的混合物过滤、洗涤、干燥，得到的是铜的质量；若在第一步中，试样用蒸馏水洗涤之后，不干燥，则试样的总质量会变大，而铜的质量不变，所以计算的锌的质量分数将偏大。试样和硝酸银反应后，生成的溶液呈蓝色，说明滤液中含有硝酸铜，若试样过量，则生成的滤液中含有硝酸锌和硝酸铜，若试样不足，则生成的滤液中含有硝酸锌、硝酸铜和硝酸银。检验滤液中是否含有硝酸银，可以利用稀盐酸来检验，它与稀盐酸反应生成氯化银白色沉淀，或者是将铜丝插入滤液中，若铜丝表面有银白色物质生成，则说明混合液中含有硝酸银。 ‎ 答案：【探究实验】1．除去合金表面的氧化膜(或其它合理答案) 3．洗涤、干燥 ‎ ‎ 【反思与评价】偏大 ‎ ‎ 【拓展探究】2．(1)Zn+2AgN03=Zn(N03) 2+2Ag (2)②硝酸锌、硝酸铜和硝酸银 ‎ 实验操作 ‎ 实验现象 结论 铜丝表面无变化xkb 1.c om 铜丝表面有银白色固体析出 取少量滤液于试管中，滴加几 滤液无明显变化 滴稀盐酸(或其他氯化物溶 液)‎ 生成白色沉淀 ‎3.（2011·淮安)某化学兴趣小组同学利用下图所给仪器和药品(金属片表面已经过打磨)，验证 Al、Fe、Cu三种金属活动性的强弱顺序。‎ ‎（1）金属片表面需经过打磨的原因是 ‎ ‎（2）若他们仅通过改变依次插入这一支试管中三种金属片的顺序，设计了如下六种实验方案(假设每次反应中金属均过量，且反应充分进行)‎ ‎①A1、Fe、Cu ②Al、Cu、Fe ③Fe、A1、Cu ‎④Fe、Cu、A1 ⑤Cu、Fe、A1 ⑥Cu、Al、Fe 53‎ 其中能正确验证出三种金属活动性强弱顺序的实验方案有 (填序号)‎ 分析：金属表面可能有污物和氧化膜，打磨可以除去，取一次盐酸，只用一支试管，金属插入的顺序有两种：铜、铁、铝，或铁、铜、铝。‎ 答案：（1）除去金属表面污物及氧化膜，使金属直接与酸接触（2）④⑤‎ 过关检测 两年中考 ‎1.（2012．佛山）黄金是Au对应的单质，化学性质很稳定。而假黄金是铜锌合金，颜色 ‎ 和外形似黄金。下列不能区分黄金与假黄金的方案是 （ ）‎ A．在空气中灼烧 B．放在盐酸中 C．放在NaOH溶液中 D．放在AgNO3溶液中 ‎1.C 解析：因为假黄金是铜锌合金，在空气中灼烧后会生成氧化物，颜色发生改变；放在盐酸中，锌会与盐酸反应，有气泡生成；放在AgNO3溶液中，可以置换出AgNO3溶液中的银，而放在NaOH溶液中没有任何现象，因此，本题选C。‎ ‎2.（2011·济宁市）学习金属单元后，我们知道Zn、Fe、Cu三种金属的活动性顺序为：Zn>Fe>Cu。为验证这一结论，下面实验设计合理的是 （ ）‎ A．将Zn、Cu两金属片分别放入稀盐酸中 B．将Fe、Cu两金属片分别放人稀盐酸中 C．将Zn、Fe两金属片分别放人CuCl2溶液中 D．将Zn、Cu两金属片分别放人FeCl2溶液中 ‎2.D 解析：比较三种金属的活动性强弱，常用“两固+一液”或“两液+一固”，A、B分别只能比较两种金属的活动性，C无法比较锌和铁的活动性强弱。‎ ‎3.（2010·本溪）已知某金属X有下列相关信息：①它的主要矿物的化学成分是X2O3；②它主要通过热还原法冶炼而成；③它的年产量位于金属之首。‎ ‎(1)据此推断X是 (填选项字母)。‎ A．钛 B．铁 C．铝 D．铜 ‎(2)在高炉中用含X2O3的矿物冶炼该金属的原理是 ‎ ‎ (用化学方程式表示)。‎ ‎(3)同学们设计了如下实验方案测定该矿物中X2O3的质量分数(装置气密性良好；矿物中的杂质不参加反应；假设矿物样品中的X2O3完全反应)：‎ ‎①取矿物样品并称量该样品的质量；‎ 53‎ ‎②测出反应前广口瓶和瓶内物质总质量；‎ ‎③测出反应后广口瓶和瓶内物质总质量；‎ ‎④计算得出矿物样品中x2O3的质量分数。‎ 你认为，该实验方案 (填“一定”‎ 或“不一定”)能准确测出矿物中X2O3的质量 分数，理由是 ‎ ‎ 。‎ 不改变装置和药品，你还可以通过测定哪些数据，再通过计算得出矿物中X2O3的质量分数：‎ ‎ 。‎ 从环保角度看，该装置的不足之处是 。‎ ‎3.（1）B （2）X2O3+3CO高温 2X+3CO2(或Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2)(3)不一定生成的 ‎4.（201·泉州）金属材料是现代生活和工业生产中应用极为普遍的一类物质。请回答下列有关问题：‎ ‎（1）根据所学的知识，请把Al和Cu分别填入下列金属活动性顺序表的相应空格处。‎ K Ca Na Mg _____ Zn Fe Sn Pb (H) _____ Hg Ag Pt Au ‎ 金属活动性由强到弱 ‎（2）铁的金属活动性比较强，在潮湿的空气中容易生锈，给人类造成巨大的损失，请写出常用的防锈方法____________________（写一种即可）。‎ ‎（3）铬（Cr）是一种重要的金属材料，常用于制造合金。某同学把一片表面用砂纸打磨过的金属铬放入稀硫酸中，发现铬片表面缓慢产生气泡，由此可得出铬的金属活动性应排在氢的________（选填“前面”或“后面”）。根据以上实验，可以判断金属铬与硫酸铜溶液_______（选填“能”或“不能”）反应，理由是_________________________________________。‎ ‎4.（1）Al Cu （2）涂油（涂油漆、镀金属、烤蓝等其他合理答案也给分）（3）前面 能 ‎ 53‎ ‎ 金属活动性铬比铜强（其他合理答案也给分）‎ 解析：防止铁生锈就是破坏铁生锈的条件，让件与氧气、水隔绝，常用的方法有刷油漆、涂油，镀其它金属等，铬能与稀硫酸反应，可判断铬在金属活动性顺序中排在氢之前，也说明了铬的活动性较铜强，所以铬能与硫酸铜溶液反应。‎ ‎5. （2010·茂名市）小青探究铜与稀硫酸在加热的条件下能否发生反应的实验时，发现加热沸腾一段时间后，溶液开始变色，同时产生较多的气泡。生成的是什么气体呢？‎ ‎[提出猜想]①可能是H2 ；②可能是O2 ；③可能是SO2 ‎ 任何的猜想都要有依据，则小青提出猜想的依据是： ____ 。‎ ‎[查阅资料]①铜与热的浓硫酸反应产生SO2；②SO2与Ca(OH)2反应生成难溶的CaSO3。‎ ‎[实验验证]请你根据以下实验条件，设计实验验证小青的猜想，并将相关内容填在下表。‎ 仅限选择的用品和试剂：试管；带火星的木条、澄清石灰水。‎ 实验步骤 实验操作 预期现象和结论 第一步 第二步 ‎[交流与讨论]经验证，猜想③正确，为此，小青作了如下解释：加热使溶液中的水不断蒸发，硫酸浓度逐渐增大，当达到一定浓度时，硫酸跟铜反应产生SO2气体。你觉得小青的解释_______（填“合理”或“不合理”）。‎ ‎ ‎ ‎[交流与讨论]合理 ‎ 53‎ 分析：根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，铜和硫酸铜反应，产生的气体可能是氢气、氧气、二氧化硫中的一种，对气体成分的探究，结合查阅到的资料，联系氢气具有可燃性，氧气具有助燃性，可以设计实验验证，稀硫酸在加热过程中，水不断蒸发，硫酸的质量分数不断增大，增大到一定程度时，能与铜反应，即小青的解释正确。‎ ‎6. （2011·佛山）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①②无明显现象，实验③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③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 。‎ ‎6.【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（或试管内液面上升）（3）除去水，防止生锈（4）易生成一层致密的氧化物保护膜，阻止铝进一步反应 解析：实验①中铁丝没有接触到水没有生锈，实验②中铁丝没有接触到氧气没有生锈，实验③‎ 53‎ 铁丝与氧气、水同时接触，铁丝生锈，由此可知铁生锈的实质是铁与氧气、水发生反应，如果时间足够长，铁丝可以将试管中的氧气全部消耗完，进入试管水的体积等于试管中氧气的体积，根据氧气约占空气体积的五分之一，可知进入试管中的水约占试管容积的五分之一，该实验可以从两个角度判断反应进行的情况，一是铁丝表面生锈的情况，二是试管中液面上升的情况，用完的菜刀擦干存放，使铁与水隔绝，可防止菜刀生锈，铝比铁活泼，但铝制品不易锈蚀，其原因是铝在空气中与氧气反应生成一层致密的氧化膜，可防止铝进一步氧化。‎ 一年模拟 ‎7.（2012江西模拟题）镁和氧化铜也能发生类似的反应。该反应的化学方程式为Mg+CuO高温Cu+MgO，该反应的基本类型为 ；‎ 某活动小组在实验室中进行镁和氧化铜的反应，充分反应之后，大家对于反应后的固体剩余物产生了疑问，请你帮助他们完成探究实验。‎ ‎【提出问题】反应后的固体剩余物是什么？‎ ‎【做出假设】‎ 甲组同学经过讨论一致认为：反应后的固体剩余物中一定含有Cu和MgO。对于可能含有的物质他们做出了如下假设：乙组同学认为可能含Mg；丙组同学认为可能含 __。‎ ‎【实验探究】‎ 经过查阅资料、回忆已学过的知识，大家决定设计如下的实验对反应后的固体剩余物进行探究。‎ 实验操作 实验现象 实验结论 ‎①取少量反应后的固体剩余物于试管中，向其中加入足量的 ‎ 固体部分溶解，溶液为无色 甲组同学的结论 ____（填“正确”或“错误”）‎ ‎②另取少量固体于试管中，进行与实验①一样的操作 ‎ ‎ 乙组同学的假设成立 ‎③另取少量固体于试管中，进行与实验①一样的操作 固体部分溶解，溶液变为蓝色 丙组同学的假设成立 ‎【反思与拓展】‎ 对于有多种物质参加的化学反应，要判断充分反应后得到的剩余物的成分，需要考虑到 。由此联想到：在盐酸和氢氧化钠溶液发生的中和反应后的剩余溶液中滴入无色酚酞试液，若酚酞试液不变红，则反应 （填“一定”或“不一定”） 恰好完全反应。‎ 余物，因剩余物中含有铜，所以反应后还是有固体没有溶解，如果有气泡产生，则可知剩余物中含有镁；如果没有气泡产生，溶液变为蓝色，则有氧化铜存在。‎ ‎8.（2012云南模拟）在装潢、装饰和书写对联时，常用到一种“金粉”，已知这种“金粉”‎ 53‎ 是由两种金属形成的合金粉末。三位同学做了如下探究实验。‎ 甲同学：取少量“金粉”放入燃烧匙中，用酒精灯加热，发现“金粉”变黑，立即将燃烧匙伸入盛有H2的集气瓶中，黑色粉末又恢复金黄色。‎ 乙同学：另取，放入试管中，加足量稀盐酸，有气体产生，始终有红色固体不能溶解。‎ 丙同学：通过定量实验测得一些数据，再计算出“金粉”中与稀盐酸反应的金属的相对原子质量为65.4。‎ 回答下列问题：① 写出与实验现象对应的化学反应方程式，并判断反应类型。‎ 甲同学的实验中金粉变黑： ，（ ）反应 乙同学的实验中产生气体： ，（ ）反应 ‎② 假设“金粉”是纯的黄金，在甲、乙两同学的实验中应观察到：‎ 甲 ，乙 。 ‎ ‎③ 在乙同学的实验中，若把稀盐酸换为AgNO3溶液，可能发生反应的化学方程式为 、 。‎ ‎④ 丙同学的实验中，至少应该测量的一组数据是 （填下列选项的字母标号）。‎ A．“金粉”的质量 B．“金粉”溶于盐酸后剩余固体的质量 C．反应放出气体的质量 D．反应放出气体的体积和密度 53‎