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高分突破06 有关金属活动性的探究
-备战2022年中考化学实验探究题高分突破
1. 学习小组同学在探究Cu、Al、Ag的活动性顺序时，做了如下两个实验，并由此展开了一系列学习探究活动。
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【学习交流】
（1）实验中观察到，甲中铝丝表面附着一层______色固体，乙中溶液颜色变为______色。
（2）你认为通过上述实验______（填“能”或“不能”）得出三种金属的活动性强弱。
【拓展探究】
上述实验后，同学们想进行废液 ( http: / / www.21cnjy.com )的处理与回收，于是将甲、乙中的溶液倒入同一烧杯中，观察到混合溶液（即废液）澄清透明。同学们认为应该先确定废液中是否含有未反应完的CuSO4和AgNO3，为此，他们进行了实验并记录如下：
序号 实验操作 实验现象 实验结论
实验1 取少量废液于试管中，加入______溶液 无明显现象 废液中没有AgNO3
实验2 取少量废液于试管中，加入Ba（NO3）2溶液 产生白色沉淀 废液中含有未反应完的CuSO4
【反思评价】
讨论后大家一致认为实验2所得结论不合理。你认为理由是______ （用化学方程式表示）。
【拓展应用】
同学们尝试从废液中回收铜，将过量铝粉加入废液中，充分反应后过滤，滤液中存在金属阳离子是______（写离子符号）。
2. 某研究性学习小组对铁、铜的金属活动性及实验后的废液进行探究，设计下列实验。
Ⅰ.铁、铜金属活动性比较
实验步骤 实验现象及结论
①将Cu丝插入盛有2mL稀硫酸的试管中 Cu丝无变化，没有发生化学反应
②将Fe丝插入盛有2mL稀硫酸的试管中 Fe丝表面有气泡产生，其反应的化学方程式为____
③将Fe丝插入盛有2mLCuSO4溶液的试管中 Fe丝表面有_______色物质覆盖。
结论：通过上面实验，可知Fe的金属活动性比Cu_______(填“强”或“弱”)。
Ⅱ.将上面①、②、③实验后的液体收集在一烧杯中，对该烧杯中的废液进行分析。
(1)甲同学观察到废液呈现蓝色，认为废液中一定含有_______(填化学式)。
(2)乙同学用玻璃棒蘸取废液滴到pH试纸上，把试纸显示的颜色与_______比较，测得废液pH<7，表明废液中还有硫酸。
(3)丙同学设想把废液进行回收，为了将废液 ( http: / / www.21cnjy.com )中的溶质全部转化为FeSO4，采取向废液中加入过量的Fe粉，待反应完全后，过滤，滤渣的成分为_______(填化学式)。滤液经蒸发结晶，可得到硫酸亚铁晶体。
3. 学习金属活动性顺序后，老 ( http: / / www.21cnjy.com )师安排同学们开展系列实验探究金属间的置换反应规律。小明做完铝条和氯化铜溶液反应的实验后，将反应后的无色溶液（以下简称：待测溶液）倒入有水的废液缸中时，发现有白色沉淀析出的“异常现象”。小明设计实验开展了如下探究。请根据要求回答有关问题：
【发现问题】
小明取一滴管未倒完的待测溶液，将其注入盛有约三分之二试管体积的水中，依然产生大量白色沉淀（像牛奶一样）。
【提出问题】
待测溶液注入水中为什么有白色沉淀产生？白色沉淀是什么物质？
【查阅资料】
（1）AlCl3是一种无色透明晶体，极易与水反应生成难溶于水的Al(OH)3而产生白色沉淀；
（2）CuCl是一种不溶于水的白色固体， ( http: / / www.21cnjy.com )易溶于一定浓度的KCl、NaCl等含C1-的溶液中；CuCl中Cu的化合价为___________。
【提出猜想】
猜想Ⅰ：白色沉淀是Al(OH)3
猜想Ⅱ：白色沉淀是CuCl
猜想Ⅲ：白色沉淀是A1(OH)3和CuCl的混合物
【实验探究】
序号 实验操作 实验现象 实验结论
① 取一滴管待测溶液，将其注入盛有约三分之二试管体积一定浓度的NaCl溶液中 无明显实验现象 猜想___________正确
② 取约2mL待测溶液于试管中，向溶液中插入足量洁净的A1条，充分反应 有红色固体析出
③ 取一滴管实验②后的溶液，将其注入盛有约三分之二试管体积的水中 无明显实验现象
【结论与反思】
（1）上述实验表明，Al和Cu ( http: / / www.21cnjy.com )Cl2溶液的反应是分步进行的。第一步反应生成CuCl，第二步CuCl继续和Al反应生成Cu。请分别写出上述两步反应的化学方程式：第一步：___________，第二步：___________。
（2）待测溶液中含有大量CuCl，为什么它没有以白色沉淀的形式存在？请说明原因：___________。
（3）设计实验③的目的是___________。
【启示与拓展】
通过对Al和CuC12溶液 ( http: / / www.21cnjy.com )反应的实验探究，使我们认识到，我们不少的传统认识远没有做到细致入微，特别是当观察到有红色固体析出，于是就贸然断定这个反应是个简单的、一步完成的置换反应。实际上还要关注物质变化的过程，通过比较和分析，得出可靠的结论。经过无数次实验证明，有些化学反应看似一步完成，实际上是分步进行的。请根据你所学知识，任举一例反应可能分步进行的实例：___________。
4. 铜及其化合物在生产生活中有重要应用。某同学对铜及某些含铜物质进行探究。
[温故如新]
（1）在①CuO ②Cu（OH）2 ( http: / / www.21cnjy.com ) ③CuCl2 ④Cu2（OH）2CO3[也可表示为CuCO3·Cu（OH）2]这4种物质中，属于碱的有___________（填序号）：除①CuO外，其余3种物质在常温下易溶于水有___________（填序号）。
（2）考古出土的春秋末期制造的青铜 ( http: / / www.21cnjy.com )剑，历经2500余年，其表面且有一层薄锈，但仍寒光逼人，剑刃锋利。由此可知，青铜具有的特性有___________（任写一条）。铜器表面的薄锈是铜与空气中的氧气、水、___________等物质发生反应所形成。
[提出问题]
除H2、CO能还原CuO外，是 ( http: / / www.21cnjy.com )否还有其他气体能够还原CuO得到金属铜？怎样从含CuCl2、FeCl3的某工业废液中回收金属铜和FeCl2溶液？
[查阅资料]
a、通常状况下，氨气极易溶于水形成溶液；加热时，氨气能与CuO反应生成氮气和金属铜等，可用如图所示装置验证。
b、在溶液中能发生反应2FeCl3+Fe=3FeCl2
[进行实验1]
（3）按图示连接装置，检查气密性后，加（通）入相关药品，后续操作均按规范要求进行，完成实验。
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①将CuO粉末装入玻璃管A中的具体操作方法是___________。
②实验时，在试管B中能够观察到的现象是有液体出现，该液体是___________（填“纯净物”或“混合物”）。
③从环保角度看该装置的不足之处是___________
[进行实验2]
（4）取适量含CuCl2、F ( http: / / www.21cnjy.com )eCl3的某工业废液样品，向其中加入过量铁粉并充分反应后，过滤，将滤渣和足量___________（填“稀盐酸”或“稀硫酸"）充分反应，再___________（填操作名称）、洗涤、干燥即可回收得到金属铜；所得滤液中含有需要回收的FeCl2。
[拓展延伸]
（5）已知：加热时，葡萄糖溶液与氢 ( http: / / www.21cnjy.com )氧化铜悬浊液能发生反应。实验室可用CuSO4溶液等物质检验葡萄糖的存在，具体实验过程为：在试管中加入2mL10%NaOH溶液，滴加5%CuSO4溶液5滴（每滴溶液按0.04mL计算。两种溶液的密度均按1g/mL计算），混合均匀，充分反应，得混合物A．再向上述试管中加入几滴10%葡萄糖溶液，并在酒精灯上加热至沸腾，片刻后生成红色沉淀B．检验完成。则混合物A显___________（填“中性”或“碱性”）；红色沉淀B是___________[填“CuO”或“Cu2O”"或“Cu（OH）2”]。
5. 金属、酸、碱、盐在工农业生产中应用广泛，某化学兴趣小组进行相关实验。
（1）探究不同条件下金属铜与硫酸反应的情况如下：
组别 ① ② ③ ④
H2SO4质量分数 20% 98% 20% 98%
反应条件 常温 常温 加热 加热
反应现象 无现象 无现象 无现象 溶液变蓝，有气泡产生
上表④发生反应方程式为：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+2H2O+X↑。X的化学式为______；硫酸铜溶液中的阴离子是______（写离子符号），从上述对比实验中，你对铜与硫酸反应有什么新的认识______。
（2）实验室欲配制40g质量分数为5%的NaCO3溶液，应选择______（10mL、50mL、100mL）的量筒来量取水的体积。
（3）现有下列BaCl2、K2CO3、NaOH三种溶液，请你选择一种常见试剂鉴别这三种溶液，写出相关化学方程式______、______。
6.古玩市场惊现“三星堆”遗址出土的同款黄金面具。某化学兴趣小组的同学为鉴别其真假进行了如下探究活动。
【查阅资料】（1）铜锌合金（又称：假黄金）外观和黄金相似，常被不法商贩以假乱真。
（2）标准状况下，氢气密度p≈0.09g/L。
【进行实验】同学们设计了如下不同的探究方案，请帮他们完成实验报告。
方案 实验步骤 实验现象
一 截取小块黄金面具放在酒精灯上加热。 ______
二 截取小块黄金面具于试管中，加入一定量稀硫酸。 有气泡产生
三 截取小块黄金面具于另一支试管中，加入适量氯化铜溶液。 ______
【实验结论】该面具是假黄金。
【深入探究】为进一步定量分析黄金面具中金属锌的质量分数、小明同学利用上述方案二设计了如下实验：
Ⅰ、按如图所示组装实验装置，并______。
Ⅱ、向锥形瓶中加入5.0g黄金面具祥品，注射器中吸入25mL稀硫酸。
Ⅲ、将注射器中的稀硫酸平均分5次推入锥形瓶 ( http: / / www.21cnjy.com )中：每次推入稀硫酸、待不再产生气泡后，记录收集气体的总体积（忽略其他因素对测量结果造成的影响），如下表。
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次数 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次
收集气体的总体积/mL 200 400 515 x 525
（1）上表中的数据x=______。
（2）分析数据、完全反应后生成氢气的体积V=______mL。
【数据处理】此黄金面具中锌的质量分数ω1=______。
【反思评价】
（1）小红对小明的方案和数据处理进 ( http: / / www.21cnjy.com )行分析，认为求黄金面具中锌的质量分数还有更简便的方法。她将锥形瓶内反应后的剩余物经系列操作：______→洗涤→干燥→称量。得到固体剩余物的质量，也可求出黄金面具中锌的质量分数ω2。
（2）鉴别黄金真假除以上化学方法外，还有许多物理方法：测密度、比较硬度等。
【表达交流】ω1和ω2有微小差异，小红对小明的方案和数据处理提出了质疑，认为自己的更准确。请说出小红质疑的理由：______。
7. 某实验小组验证：“F ( http: / / www.21cnjy.com )e+Ag2SO4=FeSO4+2Ag”反应并进行如下探究，已知银粉为黑色，22℃时Ag2SO4的溶解度为0.8g。
①22℃时，向盛有硫酸银饱和溶液的烧杯中加入过量铁粉，搅拌静置，观察到溶液变为黄色并逐渐加深。
②静置3小时后观察，烧杯底部仍有黑色粉末，溶液黄色几乎消失
③用pH试纸检测Ag2SO4、FeSO4溶液，测得pH均小于7。
回答下列问题：
(1)22℃时，硫酸银饱和溶液显_ ( http: / / www.21cnjy.com )__________性(填“酸”、“碱”或“中”)，其溶质质量分数为___________。(列出计算式即可)
(2)取步骤①上层的黄色溶液少许滴加盐酸，观察到白色沉淀，该沉淀的化学式为___________ 。
(3)某同学由步骤②中“ ( http: / / www.21cnjy.com )仍有黑色粉末”得出Fe比Ag活泼的结论。小组同学讨论后认为思维不严密，因为黑色粉末不一定含Ag，还可能是___________，需要进一步实验才能得出结论，该实验方案是：取黑色粉末少许___________。(补充完设计方案)
(4)仍有呈黄色是因为含有Fe3+离子。小组对Fe3+产生的原因作出如下假设：
a．可能是铁粉表面有氧化物，可产生Fe3+；
b．空气中的O2能与Fe2+反应，可产生Fe3+；
c．溶液中存在___________离子能与Fe2+反应，可产生Fe3+。
请设计实验证明假设a、b ( http: / / www.21cnjy.com )不是产生Fe3+的主要原因。实验方案是：向过量的铁粉中加入FeSO4溶液，振荡静置，观察到___________时即可证明。
8. 化学社团的同学在探究金属化学性质时，进行了图1 所示的实验。
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图1 实验中观察到的现象是：锌片表面产生气泡，铜片表面______。锌和稀硫酸反应的化学方程式为______。
实验过程中小辰意外发现：当两种金属发生触碰时（如图2），铜片表面产生了气泡。
【提出问题】图2 中铜是否发生了化学反应？产生的气体是什么？
【作出猜想】同学们对产生的气体进行了以下猜想：
小知猜想是二氧化硫；小辰猜想是氧气；小彬猜想是氢气。他们作出猜想的理论依据是______。
【查阅资料】
（1）将锌片、铜片用导线连接后平行插入稀硫酸中，铜片表面产生气体。该反应过程中金属失去的电子通过导线发生了转移。
（2）二氧化硫能使品红溶液褪色。
【设计并进行实验】他们设计了图3 装置进行实验，将产生的气体分别通过导管与图4 中的装置连接，验证自己的猜想。21*cnjy*com
实验操作 实验现象 实验结论
小知 连接导管a 与导管d，向品红溶液中通入气体一段时间 ______ 小彬的猜想正确
小辰 选用正确方法收集气体一段时间后，向试管内伸入带火星的木条 木条不复燃
小彬 连接导管a 与导管______（填序号），收集气体后用拇指堵住试管口，靠近酒精灯火焰，移开拇指点火 气体燃烧，听到轻微的“噗”声
【教师释疑】图1 实验中，锌与稀硫酸反应，锌失去电子，酸溶液中氢离子在锌片表面获得电子生成氢气。
【学生感悟】图3 实验中，酸溶液中的氢离子从铜片表面获得______（选填“锌”或“铜”）失去的电子生成了氢气。
【得出结论】图2 中两种金属触碰后铜______（选填“有”或“没有”）发生化学反应。
【延伸应用】制造钢制船闸门时，为防止铁被腐蚀，常在钢闸门表面安装比铁更活泼的金属。这种金属可以是______。（填序号）
A．锌 B．铜 C．银
9．用如图所示装置进行实验：
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（1）丙装置作用______。
（2）如乙中澄清石灰水变浑浊，甲中发生反应的化学方程式为______。
（3）探究反应后甲中黑色固体成分。
已知：Fe3O4不与CuSO4反应。
猜想一：黑色固体成分为Fe；
猜想二：黑色固体成分为Fe3O4；
猜想三：______。
步骤一：
加热/s 通入CO/s 样品
90 30 A
90 90 B
180 90 C
步骤二：向样品A、B、C中分别加入足量CuSO4溶液。
样品 现象 结论
A 无明显现象 ______正确
B 有红色固体析出，有少量黑色固体剩余 ______正确
C ______，无黑色固体剩余 ______正确
若通入CO时间为90 s，要得到纯铁粉，则加热时间______s。
10．化学科技小组的同学进行了某探究实验将一定量的锌粉投入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和蓝色滤液。
（1）写出锌粉与硝酸铜反应的化学方程式是___________；
（2）探究蓝色滤液的成分
（提出问题）蓝色滤液中溶质的成分是什么？
（作出猜想）
猜想一：Zn（NO3）2；
猜想二：Zn（NO3）2和Cu（NO3）2；
猜想三：___________；
上述猜想中，该小组有同学直接判断猜想一不合理，理由是___________；
（实验设计）为进一步验证上述猜想，科技小组的同学设计了如下实验。
实验操作 实验现象 实验结论 相关化学方程式
取少量蓝色溶液于试管中，滴加①______ ②___________ 猜想三成立 ③__________
（结论分析）猜想三成立，则滤渣中一定含有___________。
11．学习金属活动性顺序后，老师安排同学们 ( http: / / www.21cnjy.com )开展系列实验探究金属间的置换反应规律。小明做完铝条和氯化铜溶液反应的实验后，将反应后的无色溶液（以下简称：待测溶液）倒入有水的废液缸中时，发现有白色沉淀析出的“异常现象”。小明设计实验开展了如下探究。请根据要求回答有关问题：【来源：21cnj*y.co*m】
（发现问题）
小明取一滴管未倒完的待测溶液，将其注入盛有约三分之二试管体积的水中，依然产生大量白色沉淀（像牛奶一样）。
（提出问题）
待测溶液注入水中为什么有白色沉淀产生？白色沉淀是什么物质？
（查阅资料）
（1）AlCl3是一种无色透明晶体，极易与水反应生成难溶于水的Al(OH)3而产生白色沉淀；
（2）CuCl是一种不溶于水的白色 ( http: / / www.21cnjy.com )固体，易溶于一定浓度的KCl、NaCl等含C1-的溶液中；CuCl中Cu的化合价为___________。
（提出猜想）
猜想Ⅰ：白色沉淀是Al(OH)3
猜想Ⅱ：白色沉淀是CuCl
猜想Ⅲ：白色沉淀是A1(OH)3和CuCl的混合物
（实验探究）
序号 实验操作 实验现象 实验结论
① 取一滴管待测溶液，将其注入盛有约三分之二试管体积一定浓度的NaCl溶液中 无明显实验现象 猜想___________正确
② 取约2mL待测溶液于试管中，向溶液中插入足量洁净的Al条，充分反应 有红色固体析出
③ 取一滴管实验②后的溶液，将其注入盛有约三分之二试管体积的水中 无明显实验现象
（结论与反思）
（1）上述实验表明，Al和CuCl2溶 ( http: / / www.21cnjy.com )液的反应是分步进行的。第一步反应生成CuCl，第二步CuCl继续和Al反应生成Cu。请分别写出上述两步反应的化学方程式：第一步：___________，第二步：___________。
（2）待测溶液中含有大量CuCl，为什么它没有以白色沉淀的形式存在？请说明原因：___________。
（3）设计实验③的目的是___________。
（启示与拓展）
通过对Al和CuC12溶液 ( http: / / www.21cnjy.com )反应的实验探究，使我们认识到，我们不少的传统认识远没有做到细致入微，特别是当观察到有红色固体析出，于是就贸然断定这个反应是个简单的、一步完成的置换反应。实际上还要关注物质变化的过程，通过比较和分析，得出可靠的结论。经过无数次实验证明，有些化学反应看似一步完成，实际上是分步进行的。请根据你所学知识，任举一例反应可能分步进行的实例：___________。
12．某班同学在实验室完成实验探究后得到废液A，其中含有稀硫酸、硫酸亚铁和硫酸铜，
老师将同学们分成甲、乙两组，继续进行如下实验，请完成下列相关问题：
【甲组任务】将废液转化成硫酸亚铁晶体，实验流程如下：
图一
(1)滤液B中的溶质来自于哪几个部分？ 。
(2)写出上述流程中的一个化学反应方程式 。
【乙组任务】利用废液来探究金属铝的化学性质。实验流程如下：
图二
(3)滤渣C中一定没有 。
(4)滤液D中一定含有的溶质是 (填化学式)，可能含有的溶质是 (填化学式)。
13．某废弃物中可能含有Cu、CuO、Mg、Zn中的一种或几种，为确定其成分并回收金属，取样品进行如图实验。
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①步骤II的操作是_____
②步骤II中产生的现象是_____。步骤I中锌和稀硫酸反应的化学方程式为_____。
③若溶液C中只含一种溶质，则样品的成分是____。
④通过测氢气的质量，也可确定样品的成分，则w的值为_____ (用 m和n的代数式表示)。
14．小聪同学家新换了水龙头，从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬。好奇的小聪想探究铬(Cr)与常见金属铁、铜的活动性强弱，邀请你一起参加。
【提出猜想】猜想一：Cr＞Fe＞Cu；猜想二：__________；猜想三：Fe＞Cu＞Cr。
【查阅资料】（1）铬能与稀硫酸反应，生成蓝色的硫酸亚铬(CrSO4)溶液。
（2）铬是银白色有光泽的金属，在空气中其表面能生成抗腐蚀且致密的氧化膜。
【设计实验】小聪同学取大小相同的三种金属片，用砂纸打磨光亮，分别置于三支试管中，再往其中分别放入等质量的相同质量分数的稀硫酸。
实验 试管1 试管2 试管3
实验操作 ( http: / / www.21cnjy.com / ) ( http: / / www.21cnjy.com / ) ( http: / / www.21cnjy.com / )
实验现象 铁片表面产生气泡较慢，溶液变为浅绿色 铬片表面产生气泡较快，溶液变成为蓝色 _________
【结论与解释】（3）小聪得到的结论是猜想______正确。
（4）实验前用砂纸打磨金属片的目的是___________。
【知识运用】将铬片投入F ( http: / / www.21cnjy.com )eSO4溶液中，反应___(填“能”或“不能”)进行。若能进行，请你写出反应的化学方程式_______________。
【拓展探究】为了测定金属镁样品中镁的质量分数(杂质不含镁元素，不溶于水，也不与其它物质发生反应)，进行了如下实验。
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据图计算：
（5）实验过程中产生氢气的总质量为____g。
（6）所用稀盐酸的溶质质量分数______。
（7）该金属镁样品中镁的质量分数_____。
15．为探究铝、铁、铜三种金属的活动性，小刚同学设计了用铜丝、铁丝、铝丝和稀盐酸，只用一只试管，取一次盐酸的探究方案：
实验步骤 观察到的现象
I、在试管中取少量盐酸，插入铁丝，充分作用 __________
Ⅱ、在所得的溶液中，插入铜丝，充分作用无明显现象 无明显现象
Ⅱ、在Ⅱ所得的溶液中，插入铝丝，充分作用 铝丝表面附着黑色固体，溶液由浅绿色变成无色
A．A B．B C．C D．D
结论：金属活动性Al>Fe>Cu
①将铝丝插入前应进行的操作是__________。
②小明认为在小刚的实验中只需调整一下插入金属的顺序，就可得出A1>Fe>H>Cu的结论。你认为调整后插入金属的顺序是__________。21·世纪*教育网
【拓展延伸】：金属和盐溶液 ( http: / / www.21cnjy.com )的反应也可以判断金属活动性的强弱，小王向一定质量的硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入锌粉。溶液质量与加入锌的质量关系如图所示。
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请判断在A点时，溶液中的溶质有______种；C点溶液中的溶质是______（写化学式）；D点得到的固体的成分为______（写化学式）。
16．将4cm光亮镁条放入一定量的稀HCl中，产生大量气泡后出现白色固体。小组同学为探究白色不溶物的成分进行如下实验。
【资料】在MgC12溶液中，常温下发生反应：，。
【猜想】I、生成的MgC12过多而析出：Ⅱ、反应后有镁粉剩余：Ⅲ、生成了Mg(OH)2沉淀
【实验】小组同学将上述实验过 ( http: / / www.21cnjy.com )程所得的白色固体，过滤并用蒸馏水洗涤固体，直至最后一次洗涤所得滤液中滴加硝酸银溶液无______（填现象），分别得到干燥洁净固体mg。
（1）对比实验：将mg固体与mg______，分别加入5mL蒸馏水中，充分振荡，观察到固体没有明显减少。
结论：假设I不成立。
（2）取mg固体，加入稀盐酸。若观察到______现象。
结论：假设Ⅱ也不成立。
（3）取mg固体，全部溶于稀硝酸，将所得溶液分成两等份。
①向一份溶液中滴加过量的NaOH溶液，生成了1.16 gMg（OH)2沉淀；
②向另一份溶液中滴加过量的AgNO3溶液，生成了2.87g沉淀。
结论：假设Ⅲ也不成立。若已知白色固体化学式为【Mga(OH)b____c】，则缺少的元素符号为______。
【结论】经计算分析a：b：c=______。
请写出镁和稀盐酸反应得到白色固体和氢气的化学方程式（已知白色固体和H2两者计量数比为1：2）：______。
17．将光亮镁条放入一定量稀盐酸中，产生大量气泡，一段时间后出现沉淀。某同学对该现象作如下探究。
（1）产生气泡反应的化学方程式为______。
（2）过滤、洗涤、干燥得灰白色固体。对灰白色固体成分作如下探究：
【猜测】固体可能是：①剩余的Mg；②MgCl2晶体：③Mg和MgCl2晶体。
【实验】①取固体样品，加入稀HCl，无气泡产生，则猜测_______（选填序号）不成立。
②称取等质量的灰白色固体和MgCl2晶体分别放入同温、等量水中，灰白色固体不溶解而MgCl2晶体全部______，则猜测②不成立。
资料：①Mg与MgCl2饱和溶液反应，可生成不溶于水的灰白色碱式氮化镁【Mgx(OH)yClz】。
②无水硫酸铜粉末遇水变蓝。
（3）准确称取7.70g样品，充分加热至固体质量不再减少，将产生的气体通入下图装置，测定固体的组成。
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【现象】实验中观察到A装置中固体变蓝，说明有______生成。B装置中_______（填现象），说明生成了HCl。
【数据】充分反应后的剩余固体为MgO，其质量为4.80g，装置A增重1.44g。
【计算】碱式氯化镁的化学式为______。
【反思】若生成的水蒸气未被A装置完全吸收，则测得的Mgx(OH)yClz中y值______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
18．化学兴趣小组对“可乐除铁 ( http: / / www.21cnjy.com )锈”实验展开探究。同学们将几枚生锈的铁钉放入某品牌的可乐中，观察到铁钉表面有气泡产生，容器底部沉有固体物质。取出铁钉后用水清洗，铁钉恢复光亮。
I、容器底部固体成分探究
【实验探究1】取出容器底部剩余的固体物质，用水清洗后干燥，分成甲、乙两份备用。
实验操作 实验现象 解释与结论
①用磁铁靠近固体物质甲 固体物质不能被吸引 固体物质中不含铁单质
②将固体物质甲放入20%的盐酸中 固体逐渐消失，溶液变成黄色 固体物质主要是氧化铁，化学反应方程式为______
Ⅱ、溶液中逸出气体成分探究
【猜想假设】气体中除了可乐本身含有的CO2外，可能还有H2。
【查阅资料】①H2可以还原CuO，生成Cu和H2O。
②无水硫酸铜为白色固体，遇水变蓝。
【实验探究2】将逸出气体依次通过如图的组合装置。
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（1）NaOH溶液的作用是______。
（2）实验过程中观察到______现象，证明逸出气体中含有氢气。
Ⅲ、深入探究
【提出问题】铁钉表面已变光亮，而容器底部有大量铁锈剩余的原因是什么？
【猜想假设】①可乐太少，酸性物质量不足。
②可乐酸性弱，与铁锈反应太慢。
【实验探究3】取可乐与锈铁钉反应后的剩余液测得溶液仍然呈酸性，猜想①不成立。
【查阅资料】3%的稀盐酸pH约为1，某品牌可乐的pH值为3.39。质量分数为3%的稀盐酸比该品牌可乐的酸性强。
【实验探究4】取另一份固体物质乙放入3%的稀盐酸中，振荡，观察无明显现象。
【实验结论】对比【实验探究1】和【实验探究4】的不同反应现象可得出：化学反应速率与反应物的______有关。猜想②成立。
【讨论与交流】铁制品常见的防锈方法有哪些？______（至少答2点）。
Ⅳ、废液处理
将【实验探究1】和【实验探究4】中废液 ( http: / / www.21cnjy.com )混合，从环保角度考虑，最好在废液中加入______g氢氧化钠固体使其充分反应，最终生成的氯化钠质量为11.7g，过滤后再将废液排放。
19．老师曾经在课堂上分 ( http: / / www.21cnjy.com )别做过镁在空气中燃烧、镁在二氧化碳中燃烧的实验。同学们对镁的化学性质产生了浓厚的兴趣，查阅资料可知，镁是一种比较活泼的金属，加热时可以和氮气发生反应。化学兴趣小组利用如右装置（部分固定装置已略去）制备氮化镁，并通过计算探究其化学式。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【查阅资料】
由于二氧化碳在空气中含量较低，本试验忽略镁与二氧化碳的反应。
【实验过程】
（1）经检查装置气密性良好，仪器、镁粉称量过后按图连接好实验装置。
（2）制备氮化镁的操作步骤如下：
①打开活塞k并通入纯净的N2；
②足够长的时间后，点燃酒精灯，进行反应
③反应结束后，关闭活塞k，熄灭酒精灯；
④完全冷却后，拆除装置，取出产物。
⑤再次称量仪器和剩余固体的质量。
【拓展探究】
（3）实验开始时先通入足够长时间氮气的目的是______。
（4）镁在空气中燃烧主要与氧气而不是氮气反应的原因是______。
（5）有同学认为，步骤③会导致水倒 ( http: / / www.21cnjy.com )吸回流至药品处，从而导致实验失败。你是否同意他的观点______（填“是”或“否”），请说明你的理由______。
（6）整个反应过程中数据记录如下：
空硬质玻璃管质量/g 硬质玻璃管与镁的质量/g 硬质玻璃管与产物的质量/g
114.8 118.4 119.8
依据实验数据计算得到氮化镁化学式为______；该反应的化学反应方程式为______。
（7）实验中使用镁粉而不 ( http: / / www.21cnjy.com )使用镁条的原因是______；若刚通入一段时间氮气后就开始试验，测得产物的质量为m克，则m的测量值范围是______。由本实验可知镁在加热或点燃的条件下与其他物质反应，应使用______作为保护气。
20．某研究性学习小组的同学用电解水的方 ( http: / / www.21cnjy.com )法测定水的组成后，提出问题，“测定水的组成还有其他的方法吗？”经过讨论后，得到了肯定的答案，邀请你一起对此展开探究。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【设计方案】甲同学利用氢气还原氧化铜的 ( http: / / www.21cnjy.com )原理和上图装置及药品进行实验（操作规范），装置A中发生反应的化学方程式为______，洗气瓶B中浓硫酸的作用为______。
【实验探究】当玻璃管中固体由黑色变 ( http: / / www.21cnjy.com )为红色时，实验测得：①装置C的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了1.6g；②装置D的干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了1.82g，用此数据算得水中H、O元素的质量比为______，而由水的化学式算得H、O元素的质量比为______。
【意外发现】丙同学不小心将反应后的少量红色固体a洒落到稀硫酸中了，发现除了有红色固体b以外，溶液的颜色由无色变为蓝色。
【提出问题】铜与稀硫酸是不反应的，这里溶液的颜色为什么会变蓝呢？
【查阅资料】①CuO被还原的过程中会有Cu2O生成，Cu2O也能被还原成Cu；
③Cu2O固体是红色的，它与稀硫酸的反应为：。
【得出结论】红色固体a中含有Cu2O。
【分析交流】红色固体a中含有Cu2O是否会影响水组成的测定结果______（填“影响”或“不影响”）。
【提出猜想】针对红色固体a的成分，小组同学提出猜想①是：Cu2O和Cu； 猜想②是：______。
【拓展探究】丁同学利用改进 ( http: / / www.21cnjy.com )后的装置及药品重新实验，通过测量反应前后固体质量的方法去确定哪种猜想成立，他已称得：①玻璃管的质量；②反应前红色固体a和玻璃管的总质量，完全反应后，你认为他还需要称量______的质量。
【教师点拨】称取一定质量的红色固体a与足量的稀硫酸充分反应后，经过滤、洗涤、干燥后再称量红色固体b的质量，也可以确定哪种猜想成立。
【定量分析】小组同学再次实验，他们开始称取 ( http: / / www.21cnjy.com )质量为3.6g的红色固体a，与足量的稀硫酸完全反应后得到红色固体b为2g。假如3.6g红色固体a都是Cu2O，请你计算出生成铜的质量______（写出计算过程）；然后，通过与实际得到的固体2g进行比较，判断猜想______成立（填“①或②”）。
21．铁及其化合物在生活生产中应用非常广泛。
（一）铁及其化合物的有关知识
（1）人类使用金属先后经历了“ ( http: / / www.21cnjy.com )青铜”“铁器”时代，直到近代才开始大量使用铝材料。这也反映出Cu、Fe、Al三种金属的活动性由强到别的顺序是______。
（2）我国在西汉时期就有“曾青得铁则化为铜”之说，用化学方程式表示其原理______。
（3）用铁锅加热食物，说明铁具有______性。
（4）钢铁露置在空气中易生锈，请提出防止其生锈的一种措施______。
（5）Fe3+、Cu2+都能在双氢水分解中起催化作用，如图探究催化剂效果的对比实验中需作的改进为______（滴入溶液浓度相同）。
( http: / / www.21cnjy.com / )
（二）制备氯化铁晶体（FeCl3﹒6H2O）
氯化铁晶体是一种常用净水剂。某小组用黄铁 ( http: / / www.21cnjy.com )矿（主要成分是FeS2，与O2在高温下反应生成Fe2O3和SO2，杂质不溶于水且不参加反应）制备氯化铁晶体主要流程如下：
( http: / / www.21cnjy.com / )
（1）排放SO2会导致酸雨，酸雨是指pH<______的降水。
（2）H2S、S由焙烧残留的FeS2与稀盐酸反应产生，写出反应的化学方程式______。
（3）“一系列操作”包括：蒸发浓缩、______、过滤等。
（4）以下措施不能提高 FeCl3·6H2O产率的是______（选填序号）。
A．把黄铁矿研磨成粉末 B．延长稀盐酸溶解时间
C．把过滤、洗涤后的滤液加入混合溶液 D．氧化时加热到持续沸腾
（三）红褐色固体的热重分析
甲同学蒸发氧化铁溶液获得了红褐色固 ( http: / / www.21cnjy.com )体，经查阅资料获知，该固体是氢氧化铁和碱式氯化铁晶体【 Fe2(OH)2Cl4﹒xH2O】的混合物。兴趣小组称取红褐色固体7.18g，在科研人员的指导下用下图装置进行热分解实验。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【资料】①碱式氯化铁晶体在50℃时开始分解，在200℃完全分解为Fe2O3、H2O、HCl。
②在500℃时，Fe(OH)3分解为Fe2O3。
③无水氯化钙为干燥剂，不吸收HCl气体。
（1）装配好实验装置后，先要______。
（2）加热前后及过程中均通入N2，加热后通N2的目的是______。
（3）控制不同的温度对装置A中固体加热，测得装置B、C中的质量变化如下表，测得装置A中剩余固体质量随温度的变化如图所示。
温度℃ 室温 220 520
B装置/g 200.00 201.98 m
C装置/g 200.00 201.46 201.46
( http: / / www.21cnjy.com / )
①m=______。
②x=______。
③原红褐色固体中各成分的质量比为______。
22．铜是人类使用最早、应用广泛的金属。
(一)对古代铜制品认识
(1)如图为出土文物古代青铜铸件“雁鱼灯”。该文物能保存至今的原因可能是_______(选填序号)。
( http: / / www.21cnjy.com / )
a 铜的活泼性弱，不易生锈 b 深埋于地下，隔绝空气
(2)《吕氏春秋·别类篇》载有“金柔 ( http: / / www.21cnjy.com )锡柔，合两柔则刚”(注：此处“金”指铜)，表明我们的祖先已认识到铜合金的硬度比纯铜_______(填“大”或“小”)。
(二)铜的化合物制备
辉铜矿主要成分为Cu2S、软锰矿主要成分为M ( http: / / www.21cnjy.com )nO2，均含有少量二氧化硅、氧化铁等杂质。工业上综合利用这两种矿物制备碱式碳酸铜的主要工艺流程如下：(已知：二氧化硅不溶于水，也不溶于酸)
( http: / / www.21cnjy.com / )
(1)“浸取”前将矿石粉碎成细颗粒的目的是_______。
(2)“浸取”时，除氧化铁溶于稀硫酸之外 ( http: / / www.21cnjy.com )，还会发生反应：2MnO2+Cu2S+4H2SO4=2MnSO4+2CuSO4+S+4H2O，则“滤渣Ⅰ”中除了有S外，一定还有_______(写化学式)。
(3)“沉锰”时温度不宜过高，其原因是_______。
(4)该流程中可循环利用的物质是_______。
(三)碱式碳酸铜的热分解实验
某碱式碳酸铜成分可表示为 ( http: / / www.21cnjy.com )Cua(OH)b(CO3)c，兴趣小组为探究其性质和组成，取3.46g样品持续加强热，观察到固体先变成黑色，然后变成红色，同时得到气体。
(一)气体成分的探究
【资料1】1.无水硫酸铜遇水变蓝。 2.氢氧化钠溶液可以充分吸收CO2。
【实验】将生成的气体通入到如图装置。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【现象】实验中观察到A装置中固体变蓝 ( http: / / www.21cnjy.com )，说明有_______生成，B装置中_______(填现象)，说明生成了CO2，B装置中发生反应的化学方程式为_______。
【数据】充分吸收生成的气体后测定，A装置增重0.18g，B和C装置共增重0.88g。
【计算】a：b：c=_______。
(二)红色固体成分的探究
【资料2】1.Cu和Cu2O均为红色固体。2.Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O。
【猜想】红色固体可能是：猜想1：Cu；猜想2：Cu2O；猜想3：_______。
【实验】1 取适量红色固体，加入足量稀硫酸，观察到_______(填现象)，则猜想1是错误的。
2 原3.46g样品加强热反应后测得红色固体质量为2.16g。
【结论】结合以上数据，写出该碱式碳酸铜分解后的生成物：_______。
23．图一、图二是某兴趣小组探究金属、酸的化学性质时所做的两组实验。实验结束后，将两组实验试管中的物质分别全部倒入甲、乙两个洁净的烧杯中。
( http: / / www.21cnjy.com / ) ( http: / / www.21cnjy.com / )
（1）在图一所示的实验中，试管②中说明铁比铜金属活动性更强的现象是______。
（2）甲烧杯中的物质完全反应后，发现红色 ( http: / / www.21cnjy.com )固体物质明显增多，其原因是______（用化学方程式解释）。完全反应后，甲烧杯的溶液中一定含有的溶质是______。
（3）在图二所示的实验中，乙烧杯中的物质充分反应后，仅观察到有白色沉淀，无其它现象，则试管④反应后的溶液中的溶质共有哪些______。
（4）将乙烧杯内的物质进行过滤，对所得滤液中溶质成分进行了如下探究：
实验操作 实验现象 实验结论
步骤1：取少量滤液于试管中，向其中滴加足量硝酸钡溶液 有白色沉淀生成 ①生成的白色沉淀是______②滤液中的溶质共有哪些______
步骤2：静置，向上层清液中滴加无色酚酞试液 溶液变红
（5）在上述（4）的实验探究中，步骤1中加入足量硝酸钡溶液的目的是______。
24.三星堆考古再次成为考古界的热点。此 ( http: / / www.21cnjy.com )次考古出土了大量的青铜器、象牙等文物。青铜是铜、锡、铅组成的合金。青铜器中的铜在氯离子等作用下，生成活性很强的
氯化亚铜（CuC1）。氯化亚铜易与氧 ( http: / / www.21cnjy.com )气、水反应生成氯化氢和碱式氯化铜【化学式为Cu2（OH）3C1】，其反应的化学方程式为______。去除文物表面的Cl-是保护青铜器文物的重要手段。
同学们发现生活中铜制品长期露置在潮湿 ( http: / / www.21cnjy.com )空气中也会锈蚀，生成“铜绿”【化学式为Cu2（OH）2CO3】。为探究生活中某铜样品的锈蚀程度（即该铜样品中单质铜的质量分数），并回收铜。
查阅资料：①
②
实验设计：取铜样品（假设除铜和铜绿外，不含其它物质），设计甲、乙两方案。
方案甲：
( http: / / www.21cnjy.com / )
（1）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的名称是______，该操作中都要用到玻璃棒，其作用是______。
（2）若溶液B为浅绿色，任写一个步骤②中发生反应的化学方程式______。
（3）溶液C中的金属离子______。（填离子符号）
方案乙：
( http: / / www.21cnjy.com / )
（4）步骤Ⅰ中铜绿受热分解生成黑色固体A、CO2和H2O，还发生另一个化合反应也生成黑色固体A，黑色固体A的化学式为______。【来源：21·世纪·教育·网】
（5）步骤Ⅱ所得铜中往往含有少量的Cu2O。检验铜中含有Cu2O的实验方法为______（填实验步骤、实验现象）。
数据处理：
（6）①根据方案甲中数据可知，铜样品中单质铜的质量分数为______（小数点保留到0.1%）。
②利用方案乙还原16.0g黑色固体A，得到Cu和Cu2O的混合物共ag。则a的取值范围为______反思评价：
（7）方案乙的主要缺点为______（任写一条）。
25．铜及其化合物在生产、生活中都有广泛的应用。
探究一、铜的性质及其应用
（1）化学小组用一定量A ( http: / / www.21cnjy.com )gNO3和Al（NO3）3的混合溶液加入铜粉和锌粉，充分反应后过滤，得到溶液甲和固体乙，下列说法正确的是_____（填序号）。
a．溶液甲中一定含有Al（NO3）3和Zn（NO3）2
b．固体乙中一定含有Ag，可能含有Cu和Zn
c．若溶液甲是蓝色，则溶液甲一定含有Al（NO3）3、Zn（NO3）2和Cu（NO3）2
d．向固体乙上滴加盐酸有气泡产生，则溶液甲中一定没有AgNO3和Cu（NO3）2
（2）碳还原氧化铜的实验装置如图甲、乙所示。
( http: / / www.21cnjy.com / )
I.甲图中酒精灯上网罩的作用是_____。
[提出问题]碳燃烧时可能生成CO2也可能生成CO，那么碳与氧化铜反应生成的气体是否也有多种可能？
[作出猜想]猜想①：CO；猜想②：CO2；猜想③：CO和CO2。
[设计方案]实验装置如图乙 ( http: / / www.21cnjy.com )。打开K，缓缓通入干燥的氮气一段时间，关闭K，点燃酒精喷灯和酒精灯，充分反应后，熄灭酒精喷灯和酒精灯，打开K，再通一段时间氮气。
方案一：从定性观察角度判断
若B中无明显实验现象，D处气体能被点燃，则猜想①成立。
方案二：从定量计算角度判断
取一定量炭粉和4g氧化铜的混合物进行实验，并测定表格中的四个数据：
反应前的质量 反应后的质量
A（玻璃管+固体） m1 m2
B+C（广口瓶+混合液） m3 m4
II.若猜想②成立，则理论上（m4﹣m3）_____（填“＜”“＝”或“＞”）（m1﹣m2）。
III.若猜想③成立且CuO全部转化成Cu，则参加反应的碳的质量m的取值范围是_____。
（3）兔首和鼠首均为青铜器（铜、锡合金）， ( http: / / www.21cnjy.com )表面呈绿色，这是铜器长期暴露在空气中生成了铜锈（铜锈俗称铜绿）。青铜器属于_____（填序号）。铜绿Cu2（OH）2CO3分解的化学方程式为_____。2-1-c-n-j-y
a．无机材料
b．合成材料
c．复合材料
d．复合肥
为了弄清铜生成铜绿的条件，某化学实验小组 ( http: / / www.21cnjy.com )借鉴课本“铁钉锈蚀条件的探究”实验，设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验，实验如图1所示（所用铜片洁净、光亮）。
( http: / / www.21cnjy.com / )
实验较长时间后，发现_____（填 ( http: / / www.21cnjy.com )试管编号）试管中铜片最先生锈。小组讨论后发现实验还不够完善，要得出正确的结论，还要补充一个实验。你认为要补充的一个实验是：Cu和_____（写出试管中需要的物质）。可以省略不做的实验是试管_____（填试管编号）。
探究二、铜的制备研究
铜可采用如下方法制备：
方法一：火法炼铜：Cu2S+O22Cu+SO2
方法二：湿法炼铜：CuSO4+Fe=FeSO4+Cu
（4）上述两种方法中，你认为哪种方 ( http: / / www.21cnjy.com )法更好，原因是_____。辉铜矿的主要成分为Cu2S，常用于火法炼铜。若生成过程中铜元素的转化率为90%，生产64tCu需要含Cu2S80%的辉铜矿_____t。（保留一位小数）
探究三、铜的化合物的制备研究
碱式碳酸铜可用于生产木材防腐剂等。工业上可用微蚀刻废液（含有一定量Cu2+、H+、SO、H2O2和微量Fe3+）制备高纯度碱式碳酸铜，其制备过程如图2：
( http: / / www.21cnjy.com / )
（5）加入试剂1的目的是除去废液中的酸性物质，试剂1最好选用_____（填序号）。
a．Fe2O3 b．CaCO3 c．CuO
（6）加入Na2CO3沉淀前须除去 ( http: / / www.21cnjy.com )Fe3+，否则Fe2（SO4）3会与Na2CO3反应，产生一种气体，同时生成NaFe3（OH）6（SO4）2沉淀，影响产品质量，请写出反应的化学方程式_____。
（7）加入Na2CO3沉淀时，反应液pH对产 ( http: / / www.21cnjy.com )品中的SO42﹣含量以及反应液中Cu2+沉淀效率的影响如图3所示，第二次沉淀时溶液pH最好控制在_____。
（8）所制得的碱式碳酸铜的组成可 ( http: / / www.21cnjy.com )表示为：xCuCO3 yCu（OH）2 zH2O。某研究小组设计如图4实验装置测定其中CuCO3的质量分数（不考虑植物油中溶解CO2产生的影响）。
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实验步骤如下：①连接装置并检验装置 ( http: / / www.21cnjy.com )气密性；②准确称量样品的质量1.2g；③装药品，调节量气装置两边液面相平，读取量气管刻度为10mL；④向锥形瓶内加入50mL（足量）的稀硫酸，充分反应；⑤冷却到室温；⑥再次调节量气装置两边液面相平，读取量气管刻度为172mL。
I．步骤一中检验装置气密性的方法是_____。
II．装置B的作用是_____，C中的试剂是_____（填序号）。
a．碱石灰
b．浓硫酸
c．无水硫酸铜
III．步骤⑥中调节液面相平的操作是_____。
IV．若标准状况下，每44g二氧化碳的体 ( http: / / www.21cnjy.com )积为22.4L。根据实验数据计算产品中CuCO3的质量分数_____（写出计算过程，保留到0.1%）。
计算过程：
V．若其他操作均正确，仅因下列因素可使测定结果偏小的是_____（填序号）。
a．步骤③中平视刻度，步骤⑥中仰视读数
b．硫酸的用量不足
c．量气管中未加植物油
d．步骤⑥中没有调节量气装置两边液面相平，直接读数
（9）碱式碳酸铜【xCu ( http: / / www.21cnjy.com )CO3 yCu（OH）2 zH2O】的热分解研究。小组同学用热分析仪对固体进行热分解，获得相关数据，绘成的固体质量与分解温度的关系如图5。（已知Cu（OH）2的分解温度小于CuCO3的分解温度。）
I．通过计算可得x：y：z＝_____。
II．若将16.0g剩余固 ( http: / / www.21cnjy.com )体继续加热到更高的温度，发现固体质量减少了1.6g后质量不再改变，写出此过程中可能发生反应的化学方程式：_____。
26．实验室有一包久置的生铁粉末（成分为碳、铁和氧化铁），为测定各组分的质量，小怡取两份质量均为m的生铁粉末样品，分别进行如下实验：
Ⅰ.测定碳的含量
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【查阅资料】过氧化氢溶液能将Fe2+转化为Fe3+。
（1）样品中碳粉的质量为_________________。
（2）步骤②生成滤渣丙的化学方程式为_________________。
（3）该样品中中铁元素的总质量为_________________。
Ⅱ.测定铁和氧化铁质量
【查阅资料】（1） 。
（2） 。
下图所示装置气密性良好。硬 ( http: / / www.21cnjy.com )质玻璃管中放入样品2，打开止水夹K，在球形干燥管出口处检验氢气纯净后，点燃酒精灯，待充分反应后，熄灭酒精灯，冷却至室温，关闭止水夹K。
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（4）若无装置乙，会导致测得氧化铁的质量______________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（5）实验过程中无污染性气体生成，实 ( http: / / www.21cnjy.com )验结束，硬质玻璃管中剩余固体为单质铁，丁装置中浓硫酸质量比实验前增重了0.54g。则（结果精确到0.01）；
①与碳粉反应的氧化铁的质量为_________________，与氢气反应的氧化铁的质量为_________________。
②该样品中氧化铁所含的铁元素的质量为_________________。
③该样品中铁粉的质量为_________________。
27．黄钠铁矾[NaFex（SO4）y（OH）z]是一种高效净水剂。
Ⅰ、黄钠铁矾的制备：
用废铁屑（主要成分为Fe，含少量Fe2O3和FeCO3）制备黄钠铁矾的主要流程如下图所示
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（1）酸溶前将废铁屑研磨成粉末的目的是_____。
（2）酸溶时，H2SO4除了与Fe、F ( http: / / www.21cnjy.com )eCO3反应外，还发生反应的化学方程式_____和Fe+Fe2（SO）4＝3FeSO4.酸溶后所得的混合溶液中一定含有的溶质有_____（填化学式）。
Ⅱ、黄钠铁矾组成的探究：用下图所示的装置对黄钠铁矾进行热分解实验
( http: / / www.21cnjy.com / )
【查阅资料】
（1）NaFex（SO4）y（OH）z在T℃时分解生成H2O（气态）、SO3（气态），并得到Fe2O3和Na2SO4；
（2）无水氯化钙不能吸收SO3，浓硫酸可用于吸收SO3；
（3）碱石灰是氢氧化钠和生石灰的混合物。
【实验步骤】
（1）装配好实验装置，_____。
（2）向A装置中加入4.85g黄钠铁矾，装配好实验装置，通入一段时间N2。
（3）停止通入N2，对A中固体加热，控制温度在T℃。
（4）待反应完全后，继续通入一段时间N2。
（5）将A装置中的残留固体溶于足量水，过滤、洗涤、烘干得2.40g固体，将滤液蒸干得0.71g固体（不含结晶水）。
【实验结论】
（1）假设实验条件下反应生成的气态物质能全部被相应装置吸收，若实验后测得B装置质量增加0.54g，则C装置质量增加_____g。
（2）若NaFex（SO4）y（OH）z，中y=2，则黄钠铁矾的化学式为_____。
【实验反思】
（1）加热后需通入一段时间N2，其目的是_____。
（2）该实验中D装置的作用为_____。
28．现有一包黑色固体粉末，可能含有炭粉、氧化铜、四氧化三铁中的两种或者三种，某化学兴趣小组通过实验探究其成分。
【提出问题】：该黑色固体粉末成分是什么？
【作出猜想】：
猜想一：混合固体是炭粉、氧化铜 猜想二：混合固体是炭粉、四氧化三铁
猜想三：混合固体是氧化铜、 四氧化三铁 猜想四：混合固体是______
【查阅资料】：
①Fe3O4能与盐酸反应
②含有Fe3＋的盐溶液遇到KSCN(硫氰化钾)溶液时变成红色
③Fe(OH)2是一种白色沉淀，化学性质不稳定，最终转化为红褐色沉淀
【定性探究】：
( http: / / www.21cnjy.com / )
(1)在“操作”中需要用的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、_____，玻璃棒的作用为_____，所得滤渣为______(填化学式)；
(2)取滤液进行如下探究：(表格内填化学式)
实验操作 实验现象 实验结论
步骤一：取一定量的滤液于试管中，加入足量的铁粉 无红色固体析出 该固体中一定没有____
步骤二：又取一定量的滤液于试管中，加入少量的KSCN(硫氰化钾)溶液 溶液变成红色 滤液中一定含有的物质是______
步骤三：再取一定量的滤液于试管中，加入足量的NaOH溶液 有红褐色沉淀生成，同时还有少量的白色沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最终全部变成红褐色 滤液中还一定含有的物质是___
【讨论交流】：
(1)步骤三中滤液里加入氢氧化钠溶液产生红褐色沉淀化学方程式是_____；
(2)通过以上实验，猜想 ________成立；
(3)Fe3O4与盐酸反应时元素的化合价没有改变，请大家推断Fe3O4中铁元素的化合价为____、____；
(4)现取该黑色粉末，经过以下操作，将该粉末中的铁元素全部转化为铁单质：步骤:_____。
【定量分析】：
该化学兴趣小组取5g该黑色 ( http: / / www.21cnjy.com )粉末，加入足量的盐酸后得到0.6g滤渣，则该黑色粉中的其他元素的质量分别是____？(写出计算过程，结果保留一位小数)
29．有一瓶红色粉末，由铜和氧化铁中的一种或两种组成。某化学兴趣小组对该红色粉末的组成进行了探究。
【设计实验】实验装置如图，实验步骤如下：
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（1）连接好装置并检查气密性。
（2）装入药品，通入一段时间一氧化碳。
（3）继续缓缓通入一氧化碳，点燃酒精喷灯，使反应充分进行。
（4）完全反应后熄灭酒精喷灯，继续通入一氧化碳至恢复到室温。
【讨论交流】
（1）反应前通入一段时间一氧化碳的目的是__________________________________。
（2）甲同学提出，为了防止溶液倒吸 ( http: / / www.21cnjy.com )，熄灭酒精喷灯前应先断开装置A和B的连接，你认为是否需要并说明理由：______________________。
（3）经过讨论，该小组同学认为，装置B后还需添加一个酒精灯，并在实验步骤（2）中点燃，点燃前应对气体_____________。
【进行实验】该小组同学按上述步骤进行实验，观察到以下现象，确定该红色粉末由铜和氧化铁组成。
（1）硬质玻璃管中出现黑色物质，对应的化学方程式为_______________________。
（2）澄清石灰水变浑浊，对应的化学方程式为_______________________。
（3）完全反应后硬质玻璃管中仍有红色固体剩余。
【定量分析】上述实验中，测得某些实验数据如下 ( http: / / www.21cnjy.com )表。请通过计算进一步确定该红色粉末中各成分的质量比：_____________________________。
反应前 红色粉末的质量 8.0g
硬质玻璃管的质量 64.6g
反应后 硬质玻璃管和其中固体的总质量 70.8g
【拓展探究】将上述实验反应后硬质玻璃管中的固体研磨成粉末。
（1）取少量粉末于小烧杯中，向其中加入足量稀盐酸，充分反应，你能观察到的现象有：__________________________。
（2）再取少量粉末于另一个小烧杯 ( http: / / www.21cnjy.com )中，向其中加入一定量硝酸银溶液，充分反应后过滤。向滤渣中滴加稀盐酸，有气泡产生，则滤渣为_________（写化学式，下同），滤液中的溶质为_________。
30．某课外活动小组欲对铝镁合金进行研究，测定其中镁的质量分数。
[查阅资料]
①氢氧化镁和氢氧化铝均难溶于水。难溶性碱受热后能分解生成水和相应的金属氧化物。
②镁和氢氧化镁均不能与氢氧化钠溶液反应，但铝和氢氧化铝分别能与氢氧化钠溶液发生如下反应：；。
氯化铝可与过量氢氧化钠溶液发生反应。
[方案设计]
他们利用实验室提供的盐酸、氢氧化钠溶液设计了三种不同的实验方案：
方案一：铝镁合金测定生成气体的体积
方案二：铝镁合金测定生成气体的体积
方案三：铝镁合金溶液…→称量灼烧后的固体
[方案评价]
（1）方案三中最后的灼烧产物的主要成分为水和_____（用化学式表示）。
（2）小段认为三个方案理论上均可行，但方案三不如其它方案，理由是_____。
[实验设计]
实验小组根据方案二设计了如下图所示（图中的铁架台已省略）的实验装置。
( http: / / www.21cnjy.com / )
（3）你认为选择装置_____（填“甲”或“乙”）测定镁的质量分数更合理，误差更小，理由是_____。
（4）若装置丙中不使用冷水，则所测得气体的体积会_____（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
[交流讨论]
（5）实验小组成员通过交 ( http: / / www.21cnjy.com )流讨论后重新设计了方案：①称取铝镁合金质量；②加入足量的_____；③过滤；④洗涤；⑤干燥；⑥称取剩余固体的总质量。
31．三氧化二铁和氧化亚铜都是红 ( http: / / www.21cnjy.com )色粉末，常用作颜料．某化学实验小组对组成中含Fe元素或Cu元素的红色粉末进行了一系列的实验．请回答实验中有关问题：
实验一：探究红色粉末的成分
[查阅资料]①Cu2O是一种碱性 ( http: / / www.21cnjy.com )氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和Cu2+，在空气中加热生成CuO．②Cu能与溶液中的Fe3+作用生成Cu2+和Fe2+．③溶液中的Fe3+遇到KSCN溶液呈红色．④H2O2在酸性条件下能将Fe2+转化为Fe3+
[提出假设]假设1：红色粉末是Fe2O3 假设2：红色粉末是Cu2O 假设3：红色粉末是_____
[设计探究实验]取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中滴加KSCN溶液．
（1）若假设1成立，则实验现象是_____．
（2）若假设2成立，则实验现象是_____．
（3）若固体粉末完全溶解，滴加KSCN ( http: / / www.21cnjy.com )溶液时溶液不变红色，则红色粉末中一定有_____此时发生反应的一个复分解反应的化学方程式为_____．
[实验结果]经实验分析，假设3是正确的．
实验二：测定Cu2O的质量分数
（4）取a g该固体粉末在空气中充分加热，待质量不再变化时，称其质量为b g（b＞a），则混合物中Cu2O的质量分数为_____．
实验三：利用该红色粉末制取较纯净的胆矾经查 ( http: / / www.21cnjy.com )阅资料得知，在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2+、Fe2+、Fe3+分别生成沉淀的pH如下表：
物质 Cu（OH）2 Fe（OH）2 Fe（OH）3
开始沉淀pH 6.0 7.5 1.4
沉淀完全pH 13 14 3.7
实验室可供选择试剂有：A 氨水 ( http: / / www.21cnjy.com ) B H2O2 C NaOH D Cu2（OH）2CO3
该实验小组设计实验方案如下：
( http: / / www.21cnjy.com / )
（5）请回答：
①试剂1为_____（从可供选择试剂中选择并填出对应字母编号，②同）；
②试剂2为_____；
③固体X的化学式为_____；
④操作I为_____．
32．化学兴趣小组探究金属的性质时，将一段 ( http: / / www.21cnjy.com )去除氧化膜的镁条，放入一定量的稀盐酸中，有气泡产生，充分反应后静置，发现试管中有灰白色沉淀。写出产生气泡的反应化学方程式______。
【提出问题】灰白色沉淀是什么物质？
【猜想假设】①小华认为灰白色沉淀 ( http: / / www.21cnjy.com )为碳酸镁（MgCO3），其他同学认为不需要实验就能否定小华的猜想，理由是_____________________。
②小宇认为由于反应后氯化镁的生成量偏多，灰白色沉淀为不能再溶解的氯化镁固体。
③小彤认为灰白色沉淀为__________________。
【实验探究1】
实验操作 现象 结论
①取试管中的上层清液，加入适量的氯化镁固体 氯化镁固体__（选填“溶解”或“不溶解”） 小宇猜想错误
②取适量白色沉淀加入足量稀盐酸中 没有气泡冒出 小彤猜想错误
基于以上探究与分析，原有猜想均遭到了否定。
【查阅资料】
HCl+AgNO3═HNO3+AgCl↓，AgCl是一种白色沉淀。氯化氢是酸性气体，能使蓝色石蕊试纸变红。进行分析：
【实验探究2】
他们又另取灰白色沉淀放入试管中加热 ( http: / / www.21cnjy.com )，将蘸有硝酸银溶液的玻璃棒伸入试管内，玻璃棒上的溶液出现白色浑浊，证明产生了__气体。如何检验这种气体_______（实验步骤、现象、结论）。
同学们请教老师后得知，足量 ( http: / / www.21cnjy.com )的镁与稀盐酸反应时，溶液会经历从酸性到碱性且碱性逐步增强的过程，从而生成了碱式氯化镁沉淀。据文献介绍，碱式氯化镁存在多种组成结构，化学通式可表示为Mgx（OH）yClz mH2O（其中2x﹣y﹣z=0，0≤m≤6）。
【反思拓展】
（1）做镁与稀盐酸反应的实验时，为了不让试管中出现灰白色沉淀，镁条的用量_______。
（2）铁片和铜片放入稀硫酸中产生的现象也不相同，据此推测出铁的活动性比铜_____。
33．小明同学对家中久置的袋装固体食品防腐剂的成分产生了兴趣（品名和成分如图所示），于是和同学一起，设计实验进行探究：
( http: / / www.21cnjy.com / )
[提出问题]久置固体食品防腐剂的成分是什么？
[查阅资料]铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁。
[作出猜想]久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2和CaCO3。
[实验探究]甲同学的探究方案如下表：
实验操作 实验现象 实验结论
（1）取少量固体放于试管中，加足量蒸馏水溶解，静置后取上层清液滴加无色酚酞溶液 固体溶解时试管外壁发烫，试管底部有不溶物，溶液变红。 固体中一定含有 _____ 和氢氧化钙。此过程的化学方程式 _____ 。
（2）另取少量固体放于试管中，滴加足量的稀盐酸稀盐 固体逐渐消失，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液。 固体中一定含有Fe，Fe一定不含Fe2O3
（3）将步骤（2）中产生的气体通入到澄清的石灰水中 _____ 固体中一定含有CaCO3
[交流与反思]
（1）“504双吸剂”中的铁粉可以吸收空气中的 _____ 、 _____ 。
（2）实验操作（2）的实验现象里“有大量无 ( http: / / www.21cnjy.com )色气体产生”，根据甲同学的整体探究方案推测，无色气体的成分是一定含有 _____ ，可能含有 _____ 。
（3）乙同学认为甲同学的实验中不能得出一定含Ca(OH)2的结论，理由是 _____ 。
（4）丙同学认为甲同学的实验并不能得出一定不含Fe2O3的结论，理由是 _____ 。
高分突破06 有关金属活动性的探究
-备战2022年中考化学实验探究题高分突破
1. 学习小组同学在探究Cu、Al、Ag的活动性顺序时，做了如下两个实验，并由此展开了一系列学习探究活动。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【学习交流】
（1）实验中观察到，甲中铝丝表面附着一层______色固体，乙中溶液颜色变为______色。
（2）你认为通过上述实验______（填“能”或“不能”）得出三种金属的活动性强弱。
【拓展探究】
上述实验后，同学们想进行废液的处理 ( http: / / www.21cnjy.com )与回收，于是将甲、乙中的溶液倒入同一烧杯中，观察到混合溶液（即废液）澄清透明。同学们认为应该先确定废液中是否含有未反应完的CuSO4和AgNO3，为此，他们进行了实验并记录如下：
序号 实验操作 实验现象 实验结论
实验1 取少量废液于试管中，加入______溶液 无明显现象 废液中没有AgNO3
实验2 取少量废液于试管中，加入Ba（NO3）2溶液 产生白色沉淀 废液中含有未反应完的CuSO4
【反思评价】
讨论后大家一致认为实验2所得结论不合理。你认为理由是______ （用化学方程式表示）。
【拓展应用】
同学们尝试从废液中回收铜，将过量铝粉加入废液中，充分反应后过滤，滤液中存在金属阳离子是______（写离子符号）。
【答案】【学习交流】红 ( http: / / www.21cnjy.com ) 蓝 能 【拓展探究】 NaCl（氯化钠）或KCl（氯化钾）或HCl（氯化氢、盐酸）（其它合理答案均可）
【反思评价】（无“↓”、未配平扣1分，化学式错误扣2分） 【拓展应用】Al3+
【解析】
学习交流：（1）甲中铝和硫酸铜反应生成硫酸铝和铜，故甲中铝丝表面附着一层红色固体；
乙中，铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，溶液颜色变蓝色；
（2）铝能与硫酸铜反应生成硫酸铝和 ( http: / / www.21cnjy.com )铜，有红色固体析出，说明铝比铜活泼，铜能与硝酸银反应生成硝酸铜和银，有银白色固体析出，说明铜比银活泼，能得出三种金属的活动性强弱；
拓展探究：实验1：结论为废液中没有硝酸银， ( http: / / www.21cnjy.com )硝酸银能与氯化钠（或氯化钾、氯化氢）反应生成氯化银白色沉淀，故可取少量废液于试管中，加入氯化钠（或氯化钾、氯化氢）溶液，无明显现象，说明不含硝酸银；
反思评价：铝与硫酸铜反应生成了硫酸铝，废液中一定含硫酸铝，硫酸铝能与硝酸钡反应生成硫酸钡和硝酸铝，故产生白色沉淀，不能说明含硫酸铜，该反应的化学方程式为：；
拓展应用：将过量的铝加入废液中，铝能与 ( http: / / www.21cnjy.com )硫酸铜反应生成硫酸铝和铜，铝能与硝酸铜反应生成硝酸铝和铜，故充分反应后，过滤，滤液中一定存在的金属阳离子是：Al3+。
2. 某研究性学习小组对铁、铜的金属活动性及实验后的废液进行探究，设计下列实验。
Ⅰ.铁、铜金属活动性比较
实验步骤 实验现象及结论
①将Cu丝插入盛有2mL稀硫酸的试管中 Cu丝无变化，没有发生化学反应
②将Fe丝插入盛有2mL稀硫酸的试管中 Fe丝表面有气泡产生，其反应的化学方程式为____
③将Fe丝插入盛有2mLCuSO4溶液的试管中 Fe丝表面有_______色物质覆盖。
结论：通过上面实验，可知Fe的金属活动性比Cu_______(填“强”或“弱”)。
Ⅱ.将上面①、②、③实验后的液体收集在一烧杯中，对该烧杯中的废液进行分析。
(1)甲同学观察到废液呈现蓝色，认为废液中一定含有_______(填化学式)。
(2)乙同学用玻璃棒蘸取废液滴到pH试纸上，把试纸显示的颜色与_______比较，测得废液pH<7，表明废液中还有硫酸。
(3)丙同学设想把废液进行回收，为了将废 ( http: / / www.21cnjy.com )液中的溶质全部转化为FeSO4，采取向废液中加入过量的Fe粉，待反应完全后，过滤，滤渣的成分为_______(填化学式)。滤液经蒸发结晶，可得到硫酸亚铁晶体。
【答案】Ⅰ. 红
Ⅱ.强 CuSO4、FeSO4 标准比色卡 Fe、Cu
【解析】
Ⅰ.①将Cu丝插入盛有2mL稀硫酸的试管中Cu丝无变化，没有发生化学反应，说明在金属活动性顺序里，铜排在氢后；
②将Fe丝插入盛有2mL稀硫酸的试管中Fe丝表面有气泡产生，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，该反应的化学方程式为：，说明在金属活动性顺序里，铁排在氢前；
③将Fe丝插入盛有2mLCuSO4溶液的试管中，铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，铁丝表面有红色物覆盖，说明铁比铜活泼；
结论：通过以上分析可知，Fe的金属活动性比Cu强；
Ⅱ.（1）甲同学观察到废液呈现蓝色， ( http: / / www.21cnjy.com )故废液中一定含硫酸铜，由于铁与稀硫酸反应生成了硫酸亚铁，硫酸亚铁不再参与反应，故废液中一定含有：CuSO4、FeSO4；
（2）乙同学用玻璃棒蘸取废液滴到pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，测得废液pH＜7，溶液显酸性，说明还含硫酸；
（3）为了将废液中的溶质全部转 ( http: / / www.21cnjy.com )化为FeSO4，采取向废液中加入过量的Fe粉，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，故滤渣的成分为反应生成的铜和过量的铁，故填：Fe、Cu。
3. 学习金属活动性顺序后， ( http: / / www.21cnjy.com )老师安排同学们开展系列实验探究金属间的置换反应规律。小明做完铝条和氯化铜溶液反应的实验后，将反应后的无色溶液（以下简称：待测溶液）倒入有水的废液缸中时，发现有白色沉淀析出的“异常现象”。小明设计实验开展了如下探究。请根据要求回答有关问题：
【发现问题】
小明取一滴管未倒完的待测溶液，将其注入盛有约三分之二试管体积的水中，依然产生大量白色沉淀（像牛奶一样）。
【提出问题】
待测溶液注入水中为什么有白色沉淀产生？白色沉淀是什么物质？
【查阅资料】
（1）AlCl3是一种无色透明晶体，极易与水反应生成难溶于水的Al(OH)3而产生白色沉淀；
（2）CuCl是一种不溶于水的 ( http: / / www.21cnjy.com )白色固体，易溶于一定浓度的KCl、NaCl等含C1-的溶液中；CuCl中Cu的化合价为___________。
【提出猜想】
猜想Ⅰ：白色沉淀是Al(OH)3
猜想Ⅱ：白色沉淀是CuCl
猜想Ⅲ：白色沉淀是A1(OH)3和CuCl的混合物
【实验探究】
序号 实验操作 实验现象 实验结论
① 取一滴管待测溶液，将其注入盛有约三分之二试管体积一定浓度的NaCl溶液中 无明显实验现象 猜想___________正确
② 取约2mL待测溶液于试管中，向溶液中插入足量洁净的A1条，充分反应 有红色固体析出
③ 取一滴管实验②后的溶液，将其注入盛有约三分之二试管体积的水中 无明显实验现象
【结论与反思】
（1）上述实验表明，Al和CuCl2溶 ( http: / / www.21cnjy.com )液的反应是分步进行的。第一步反应生成CuCl，第二步CuCl继续和Al反应生成Cu。请分别写出上述两步反应的化学方程式：第一步：___________，第二步：___________。
（2）待测溶液中含有大量CuCl，为什么它没有以白色沉淀的形式存在？请说明原因：___________。
（3）设计实验③的目的是___________。
【启示与拓展】
通过对Al和CuC12溶液反应的实验探究 ( http: / / www.21cnjy.com )，使我们认识到，我们不少的传统认识远没有做到细致入微，特别是当观察到有红色固体析出，于是就贸然断定这个反应是个简单的、一步完成的置换反应。实际上还要关注物质变化的过程，通过比较和分析，得出可靠的结论。经过无数次实验证明，有些化学反应看似一步完成，实际上是分步进行的。请根据你所学知识，任举一例反应可能分步进行的实例：___________。
【答案】【查阅资料】 +1 【实验探究】Ⅱ
【结论与反思】 待测溶液中氯离子过高 证明溶液中氯化铝没有生成氢氧化铝沉淀 【启示与拓展】 碳燃烧生成二氧化碳可能是碳首先和氧气反应生成一氧化碳、一氧化碳再和氧气生成二氧化碳（合理即可）
【解析】
查阅资料：CuCl中氯元素化合价为负一价，设铜元素化合价为x，化合物中正负化合价代数和为零；则x +(-1) =0，x=+1。
实验探究：①已知，CuCl易溶于一定浓度的 ( http: / / www.21cnjy.com )KCl、NaCl等含C1-的溶液中；取一滴管待测溶液，将其注入盛有约三分之二试管体积一定浓度的NaCl溶液中无明显实验现象，说明没有生成氢氧化铝沉淀，可能生成的CuCl溶于一定浓度的NaCl溶液中；
②取约2mL待测溶液于试管中，向溶液中插入足量洁净的Al条，充分反应，有红色固体析出说明生成了铜单质，排除溶液铜离子的干扰；
③实验②后的溶液中有生成的氯化铝，取一滴管实验②后的溶液，将其注入盛有约三分之二试管体积的水中，无明显实验现象，说明氯化铝没有生成沉淀；
综合分析可知，沉淀为铜元素导致的，沉淀为CuCl，故猜想Ⅱ正确。
结论与反思：（1）上述实验表明，Al和CuCl2溶液的反应是分步进行的。第一步反应生成CuCl，第二步CuCl继续和Al反应生成Cu。上述两步反应的化学方程式分别为： 、。
（2）CuCl易溶于一定浓度的KCl、NaCl等含C1-的溶液中；待测溶液中氯离子过高，导致CuCl没有生成沉淀。
（3）设计实验③的目的是证明溶液中氯化铝没有生成氢氧化铝沉淀。
启示与拓展：碳燃烧生成二氧化碳可能是碳首先和氧气反应生成一氧化碳、一氧化碳再和氧气生成二氧化碳（合理即可）。
4. 铜及其化合物在生产生活中有重要应用。某同学对铜及某些含铜物质进行探究。
[温故如新]
（1）在①CuO ②Cu（OH ( http: / / www.21cnjy.com )）2 ③CuCl2 ④Cu2（OH）2CO3[也可表示为CuCO3·Cu（OH）2]这4种物质中，属于碱的有___________（填序号）：除①CuO外，其余3种物质在常温下易溶于水有___________（填序号）。
（2）考古出土的春秋末期制 ( http: / / www.21cnjy.com )造的青铜剑，历经2500余年，其表面且有一层薄锈，但仍寒光逼人，剑刃锋利。由此可知，青铜具有的特性有___________（任写一条）。铜器表面的薄锈是铜与空气中的氧气、水、___________等物质发生反应所形成。
[提出问题]
除H2、CO能还原CuO外，是否还有其 ( http: / / www.21cnjy.com )他气体能够还原CuO得到金属铜？怎样从含CuCl2、FeCl3的某工业废液中回收金属铜和FeCl2溶液？
[查阅资料]
a、通常状况下，氨气极易溶于水形成溶液；加热时，氨气能与CuO反应生成氮气和金属铜等，可用如图所示装置验证。
b、在溶液中能发生反应2FeCl3+Fe=3FeCl2
[进行实验1]
（3）按图示连接装置，检查气密性后，加（通）入相关药品，后续操作均按规范要求进行，完成实验。
( http: / / www.21cnjy.com / )
①将CuO粉末装入玻璃管A中的具体操作方法是___________。
②实验时，在试管B中能够观察到的现象是有液体出现，该液体是___________（填“纯净物”或“混合物”）。
③从环保角度看该装置的不足之处是___________
[进行实验2]
（4）取适量含CuCl2、FeCl3的某工 ( http: / / www.21cnjy.com )业废液样品，向其中加入过量铁粉并充分反应后，过滤，将滤渣和足量___________（填“稀盐酸”或“稀硫酸"）充分反应，再___________（填操作名称）、洗涤、干燥即可回收得到金属铜；所得滤液中含有需要回收的FeCl2。
[拓展延伸]
（5）已知：加热时，葡萄糖溶液与氢氧化铜 ( http: / / www.21cnjy.com )悬浊液能发生反应。实验室可用CuSO4溶液等物质检验葡萄糖的存在，具体实验过程为：在试管中加入2mL10%NaOH溶液，滴加5%CuSO4溶液5滴（每滴溶液按0.04mL计算。两种溶液的密度均按1g/mL计算），混合均匀，充分反应，得混合物A．再向上述试管中加入几滴10%葡萄糖溶液，并在酒精灯上加热至沸腾，片刻后生成红色沉淀B．检验完成。则混合物A显___________（填“中性”或“碱性”）；红色沉淀B是___________[填“CuO”或“Cu2O”"或“Cu（OH）2”]。
【答案】（1）② ③ （2）抗腐蚀性 二氧化碳 （3）玻璃管横放，用药匙将药品送入玻璃管 混合物 没有尾气处理装置 （4） 稀盐酸 过滤 （5） 碱性 Cu2O
【解析】通常状况下，氨气极易溶于水形成溶液
[温故如新]
（1）碱是金属阳离子或铵根离子和氢氧根离子构 ( http: / / www.21cnjy.com )成的化合物，在①CuO②Cu（OH）2③CuCl2④Cu2（OH）2CO3[也可表示为CuCO3·Cu（OH）2]这4种物质中，属于碱的有氢氧化铜：除①CuO外，其余3种物质在常温下易溶于水有氯化铜，故填：②；③。
（2）考古出土的春秋末期制造 ( http: / / www.21cnjy.com )的青铜剑，历经2500余年，其表面且有一层薄锈，但仍寒光逼人，剑刃锋利，由此可知，青铜具有的特性有抗腐蚀性。青铜中含有铜，铜会生锈形成碱式碳酸铜，铜器表面的薄锈是碱式碳酸铜由铜、氢、氧、碳元素组成，是铜与空气中的氧气、水、二氧化碳等物质发生反应所形成，故填：抗腐蚀性；二氧化碳。
[进行实验1]
（3）①将CuO粉末装人玻璃管A中的具体操作方法是将玻璃管横放，用药匙将药品送入玻璃管，故填：玻璃管横放，用药匙将药品送入玻璃管。
②氨气能与CuO反应生成氮气和金属铜等， ( http: / / www.21cnjy.com )根据质量守恒反应前后元素种类不变，还会生成水，在试管B中能够观察到的现象是有液体出现，该液体是水，通常状况下，氨气极易溶于水形成溶液，里面会有溶解的氨气属于混合物，故填：混合物。
③从环保角度看该装置的不足之处是没有尾气处理装置氨气容易污染环境，故填：没有尾气处理装置。
[进行实验2]
（4）铁和氯化铜反应生成氯化亚铁 ( http: / / www.21cnjy.com )和铜，和氯化铁反应生成氯化亚铁，取适量含CuCl2、FeCl3的某工业废液样品，向其中加人过量铁粉并充分反应后，过滤，滤渣为铜和铁，滤液是氯化亚铁，将滤渣和足量稀盐酸充分反应，再过滤、洗涤、干燥即可回收得到金属铜；所得滤液中含有需要回收的FeCl2，故填：稀盐酸；过滤。
（5）氢氧化钠和硫酸铜生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，2mL10%NaOH溶液，消耗硫酸铜质量为x。
( http: / / www.21cnjy.com / )
x=0.4g>0.04mL×5××5%
故氢氧化钠过量溶液显碱性，再 ( http: / / www.21cnjy.com )向上述试管中加入几滴10%葡萄糖溶液，并在酒精灯上加热至沸腾，片刻后生成红色沉淀B，氧化铜是黑色，氢氧化铜是蓝色，故B为氧化亚铜，故填：碱性；Cu2O。
5. 金属、酸、碱、盐在工农业生产中应用广泛，某化学兴趣小组进行相关实验。
（1）探究不同条件下金属铜与硫酸反应的情况如下：
组别 ① ② ③ ④
H2SO4质量分数 20% 98% 20% 98%
反应条件 常温 常温 加热 加热
反应现象 无现象 无现象 无现象 溶液变蓝，有气泡产生
上表④发生反应方程式为：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+2H2O+X↑。X的化学式为______；硫酸铜溶液中的阴离子是______（写离子符号），从上述对比实验中，你对铜与硫酸反应有什么新的认识______。
（2）实验室欲配制40g质量分数为5%的NaCO3溶液，应选择______（10mL、50mL、100mL）的量筒来量取水的体积。
（3）现有下列BaCl2、K2CO3、NaOH三种溶液，请你选择一种常见试剂鉴别这三种溶液，写出相关化学方程式______、______。
【答案】 （1）SO2 铜能与浓硫酸在加热的条件下反应 （2）50mL （3）
【解析】
（1）根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的 ( http: / / www.21cnjy.com )种类和数目不变，反应物中含Cu、H、S、O的个数分别是1、4、2、8，生成物中含Cu、H、S、O的个数分别是1、4、1、6，故生成物中还应含1个S、2个O，故X的化学式为：SO2；
硫酸铜是由铜离子和硫酸根离子构成，硫酸根离子是阴离子，离子的表示方法：在该离子元素符号的右上角标上该离子所带的正负电荷数，数字在前，正负号在后，带一个电荷时，1通常省略，多个离子，就是在元素符号前面加上相应的数字；故硫酸根离子表示为：；
由以上实验可以看出，常温下，铜与稀硫 ( http: / / www.21cnjy.com )酸和浓硫酸均不反应，加热条件下，铜与稀硫酸不反应，但是加热条件下，铜能与浓硫酸反应，故填：铜能与浓硫酸在加热的条件下反应；
（2）实验室欲配制40g质量分数为5%的N ( http: / / www.21cnjy.com )a2CO3溶液，所需水的质量为：40g×(1-5%)=38g，即38mL，量筒量程的选择，应遵循“大而近”的原则，故应选择50mL的量筒量取水的体积；
（3）可选择硫酸进行鉴别，氯化钡能与硫酸反应生成硫酸钡白色沉淀和盐酸，该反应的化学方程式为：；
碳酸钾能与稀硫酸反应生成硫酸钾、二氧化碳和水，产生气泡，该反应的化学方程式为：；
氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水，无明显现象，该反应的化学方程式为：。
6.古玩市场惊现“三星堆”遗址出土的同款黄金面具。某化学兴趣小组的同学为鉴别其真假进行了如下探究活动。
【查阅资料】（1）铜锌合金（又称：假黄金）外观和黄金相似，常被不法商贩以假乱真。
（2）标准状况下，氢气密度p≈0.09g/L。
【进行实验】同学们设计了如下不同的探究方案，请帮他们完成实验报告。
方案 实验步骤 实验现象
一 截取小块黄金面具放在酒精灯上加热。 ______
二 截取小块黄金面具于试管中，加入一定量稀硫酸。 有气泡产生
三 截取小块黄金面具于另一支试管中，加入适量氯化铜溶液。 ______
【实验结论】该面具是假黄金。
【深入探究】为进一步定量分析黄金面具中金属锌的质量分数、小明同学利用上述方案二设计了如下实验：
Ⅰ、按如图所示组装实验装置，并______。
Ⅱ、向锥形瓶中加入5.0g黄金面具祥品，注射器中吸入25mL稀硫酸。
Ⅲ、将注射器中的稀硫酸平均分5次推 ( http: / / www.21cnjy.com )入锥形瓶中：每次推入稀硫酸、待不再产生气泡后，记录收集气体的总体积（忽略其他因素对测量结果造成的影响），如下表。
( http: / / www.21cnjy.com / )
次数 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次
收集气体的总体积/mL 200 400 515 x 525
（1）上表中的数据x=______。
（2）分析数据、完全反应后生成氢气的体积V=______mL。
【数据处理】此黄金面具中锌的质量分数ω1=______。
【反思评价】
（1）小红对小明的方案和数 ( http: / / www.21cnjy.com )据处理进行分析，认为求黄金面具中锌的质量分数还有更简便的方法。她将锥形瓶内反应后的剩余物经系列操作：______→洗涤→干燥→称量。得到固体剩余物的质量，也可求出黄金面具中锌的质量分数ω2。
（2）鉴别黄金真假除以上化学方法外，还有许多物理方法：测密度、比较硬度等。
【表达交流】ω1和ω2有微小差异，小红对小明的方案和数据处理提出了质疑，认为自己的更准确。请说出小红质疑的理由：______。
【答案】【进行实验】黄金表面变黑 有红 ( http: / / www.21cnjy.com )色固体生成，溶液从蓝色变为无色 【深入探究】检查装置的气密性 520 515 【数据处理】 30.1% 【反思评价】 过滤 氢气在锥形瓶内有残留
【解析】本题考查计算和对数据的处理。
进行实验：
一、根据题意，合金中含有铜，铜和氧气反应生成黑色的氧化铜，可以通过加热来判断该金属是合金而不是黄金；
三、合金中的锌可以和氯化铜溶液反应，生成无色溶液和红色的铜，因此实验现象为：有红色固体生成，溶液从蓝色变为无色；
深入探究：
Ⅰ、实验开始前要检查装置的气密性；
（1）分析表格中数据，当第1次加入 ( http: / / www.21cnjy.com )5mL稀硫酸时，产生200mL氢气，第2次加入加入5mL稀硫酸时，气体总体积为400mL氢气，以此类推，当第3次加入稀硫酸时，产生气体的总体积应该是400mL+200mL=600mL，而实际只有515mL，说明第3次已经将金属中的锌完全反应了，第4次排出的体积是5mL稀硫酸的体积，所以第4次的体积是515mL+5mL=510mL，所以x=520；
（2）根据分析可知，最后氢气的体积是515mL；
数据处理：求出氢气的质量为：，设金属锌的质量为y，
( http: / / www.21cnjy.com / )
求得y=1.506375g，所以金属中锌的质量分数为：
反思评价：
（1）小红采用测算铜的质量 ( http: / / www.21cnjy.com )，取反应后的溶液，过滤走合金中不反应的铜，用蒸馏水将铜表面的溶液洗涤，再将水分蒸干，就可以得到金属铜。合金的质量减掉铜的质量就是锌的质量，进而可以求出金属锌的质量分数。
表达交流：小明的实验通过测算氢气的质量来求锌的质量，但是氢气有可能在锥形瓶中没有完全被排出，会使实验结果受影响。
【点睛】本题难度较大，需要根据表格中数据来判断实验到第几步恰好完全反应，再根据方程式进行计算。
7. 某实验小组验证：“Fe+ ( http: / / www.21cnjy.com )Ag2SO4=FeSO4+2Ag”反应并进行如下探究，已知银粉为黑色，22℃时Ag2SO4的溶解度为0.8g。
①22℃时，向盛有硫酸银饱和溶液的烧杯中加入过量铁粉，搅拌静置，观察到溶液变为黄色并逐渐加深。
②静置3小时后观察，烧杯底部仍有黑色粉末，溶液黄色几乎消失
③用pH试纸检测Ag2SO4、FeSO4溶液，测得pH均小于7。
回答下列问题：
(1)22℃时，硫酸银饱和溶液显_ ( http: / / www.21cnjy.com )__________性(填“酸”、“碱”或“中”)，其溶质质量分数为___________。(列出计算式即可)
(2)取步骤①上层的黄色溶液少许滴加盐酸，观察到白色沉淀，该沉淀的化学式为___________ 。
(3)某同学由步骤②中“仍 ( http: / / www.21cnjy.com )有黑色粉末”得出Fe比Ag活泼的结论。小组同学讨论后认为思维不严密，因为黑色粉末不一定含Ag，还可能是___________，需要进一步实验才能得出结论，该实验方案是：取黑色粉末少许___________。(补充完设计方案)
(4)仍有呈黄色是因为含有Fe3+离子。小组对Fe3+产生的原因作出如下假设：
a．可能是铁粉表面有氧化物，可产生Fe3+；
b．空气中的O2能与Fe2+反应，可产生Fe3+；
c．溶液中存在___________离子能与Fe2+反应，可产生Fe3+。
请设计实验证明假设a、b不 ( http: / / www.21cnjy.com )是产生Fe3+的主要原因。实验方案是：向过量的铁粉中加入FeSO4溶液，振荡静置，观察到___________时即可证明。
【答案】(1)酸 (2)AgCl (3) Fe 于试管中，加入过量的稀盐酸，观察现象 (4) 银 无明显现象
【解析】
（1）用pH试纸检测Ag2SO4、FeSO4溶液，测得pH均小于7，说明22℃时，硫酸银饱和溶液显酸性；
22℃时，硫酸银的溶解度为0.8g，硫酸银饱和溶液的溶质质量分数为：；
（2）取步骤①上层的黄色溶液少许滴加盐酸，观察到白色沉淀，可能是溶液中的银离子与氯离子结合生成了氯化银白色沉淀，化学式为：AgCl；
（3）铁粉也是黑色的，故黑色粉末不一定含银，还可能是未反应的Fe；
铁能与酸反应生成氯化亚铁和氢气， ( http: / / www.21cnjy.com )产生气泡，银与酸不反应，故可取黑色粉末少许于试管中，加入足量的稀盐酸，观察现象，如果黑色粉末不溶解，则是银，如果黑色粉末完全溶解，产生气泡，说明是铁，如果黑色粉末部分溶解，说明是铁和银的混合物；
（4）溶液显酸性，存在银离子和氢离子，氢离子与亚铁离子不反应，故可能是银离子能与亚铁离子反应生成铁离子；
设计实验证明假设a、b不是产生铁离子的主要原因，故可向铁粉中加入硫酸亚铁溶液，振荡，观察到无明显现象，说明a、b不是主要原因。
8. 化学社团的同学在探究金属化学性质时，进行了图1 所示的实验。
( http: / / www.21cnjy.com / )
图1 实验中观察到的现象是：锌片表面产生气泡，铜片表面______。锌和稀硫酸反应的化学方程式为______。
实验过程中小辰意外发现：当两种金属发生触碰时（如图2），铜片表面产生了气泡。
【提出问题】图2 中铜是否发生了化学反应？产生的气体是什么？
【作出猜想】同学们对产生的气体进行了以下猜想：
小知猜想是二氧化硫；小辰猜想是氧气；小彬猜想是氢气。他们作出猜想的理论依据是______。
【查阅资料】
（1）将锌片、铜片用导线连接后平行插入稀硫酸中，铜片表面产生气体。该反应过程中金属失去的电子通过导线发生了转移。
（2）二氧化硫能使品红溶液褪色。
【设计并进行实验】他们设计了图3 装置进行实验，将产生的气体分别通过导管与图4 中的装置连接，验证自己的猜想。
实验操作 实验现象 实验结论
小知 连接导管a 与导管d，向品红溶液中通入气体一段时间 ______ 小彬的猜想正确
小辰 选用正确方法收集气体一段时间后，向试管内伸入带火星的木条 木条不复燃
小彬 连接导管a 与导管______（填序号），收集气体后用拇指堵住试管口，靠近酒精灯火焰，移开拇指点火 气体燃烧，听到轻微的“噗”声
【教师释疑】图1 实验中，锌与稀硫酸反应，锌失去电子，酸溶液中氢离子在锌片表面获得电子生成氢气。
【学生感悟】图3 实验中，酸溶液中的氢离子从铜片表面获得______（选填“锌”或“铜”）失去的电子生成了氢气。
【得出结论】图2 中两种金属触碰后铜______（选填“有”或“没有”）发生化学反应。
【延伸应用】制造钢制船闸门时，为防止铁被腐蚀，常在钢闸门表面安装比铁更活泼的金属。这种金属可以是______。（填序号）
A．锌 B．铜 C．银
【答案】 无明显现象 【作出猜想】质量守恒定律 【设计并进行实验】品红溶液不褪色 . c 【学生感悟】 锌 【得出结论】没有 【延伸应用】 A
【解析】
锌能与稀硫酸反应，铜不能与稀硫酸反应，图1 实验中观察到的现象是：锌片表面产生气泡，铜片表面无明显现象。锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式为。
作出猜想：
小知猜想是二氧化硫；小辰猜想是氧气；小彬猜想是氢气。他们作出猜想的理论依据是质量守恒定律，稀硫酸中含有硫、氢、氧元素。
（2）设计并进行实验：
连接导管a 与导管d，向品红溶液中通入气体一段时间，品红溶液不褪色，说明气体不是二氧化硫；
选用正确方法收集气体一段时间后，向试管内伸入带火星的木条，木条不复燃，说明气体不是氧气；
该气体应该是氢气，氢气密度比 ( http: / / www.21cnjy.com )空气小，连接导管a 与导管c，收集气体后用拇指堵住试管口，靠近酒精灯火焰，移开拇指点火，气体燃烧，听到轻微的“噗”声，说明气体为氢气；
学生感悟：图3 实验中，锌失去的电子通过导线转移到铜片上，酸溶液中的氢离子从铜片表面获得锌失去的电子生成

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