Question

【題目】鐵是世界上年產(chǎn)量最高的金屬，鐵及其合金也是應(yīng)用最廣泛的金屬材料。請(qǐng)根據(jù)我們所學(xué)的有關(guān)金屬的知識(shí)回答問(wèn)題：

（1）驗(yàn)證金屬的活動(dòng)性（實(shí)驗(yàn)裝置如圖1）

①若要證明Fe在金屬活動(dòng)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(yīng)的化學(xué)方程式為______。待充分反應(yīng)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出Fe、Cu、R的金屬活動(dòng)性順序?yàn)?/span>______。

（2）某純凈氣體通過(guò)如圖2裝置時(shí)，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(qǐng)按要求回答問(wèn)題：

①純凈氣體可以是CO．若黑色固體為______，反應(yīng)過(guò)程中B處可以觀察到黑色固體______的明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

②純凈氣體可以是CO．但B處無(wú)明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，則B處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為______。

（3）鋁是地殼中含量最高的金屬元素。某小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室研究鋁與氯化銅溶液的反應(yīng)液的反應(yīng)。

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)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(wú)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(xué)方程式為______。

②經(jīng)檢驗(yàn)，現(xiàn)象B中的無(wú)色氣體為氫氣。甲同學(xué)猜測(cè)可能是氯化銅溶液顯酸性。經(jīng)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，證實(shí)了甲的猜想。

③探究白色沉淀的化學(xué)成分。

（推理猜想）

乙同學(xué)通過(guò)查閱資料認(rèn)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(yīng)生成無(wú)色的Cu（NH3）2+和Cl-

★Cu（NH3）2+在空氣中易被氧化變?yōu)樗{(lán)色：Cl-可與硝酸銀溶液反應(yīng)，產(chǎn)生白色沉淀。

（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）

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(wú)色溶液，將無(wú)色溶液分為兩份；

步驟三：取其中一份無(wú)色溶液……

步驟四：將另一份無(wú)色溶液放置于空氣中……

以上步驟三的實(shí)驗(yàn)方案是______；

步驟四的現(xiàn)象是______。

（得出結(jié)論）通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以確定，該白色固體是CuCl。

（反思與評(píng)價(jià)）A和CuCl2溶液反應(yīng)為什么會(huì)出現(xiàn)CuCl呢？

丙同學(xué)猜測(cè)：可能是Cu與CuCl2溶液反應(yīng)生成了CuCl。

丙同學(xué)為了驗(yàn)證猜想，取Cu粉與15%CuCl2溶液混合，無(wú)白色沉淀產(chǎn)生。

④丙通過(guò)分析Al與CuCl2溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)，證明了Cu與CuCl2溶液反應(yīng)生成了CuCl，改進(jìn)之處是______。

⑤丁同學(xué)認(rèn)為丙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)還不夠嚴(yán)謹(jǐn)，還應(yīng)考慮______對(duì)Cu與CuCl2溶液反應(yīng)的影響。

Answer 1

【答案】稀鹽酸或稀硫酸 產(chǎn)生氣泡，溶液由無(wú)色變成淺綠色 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu R＞Fe＞Cu 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(wú)色溶液于試管中，加入適量硝酸銀溶液 溶液變藍(lán)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(dòng)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?yàn)殍F能和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，能和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，其現(xiàn)象為產(chǎn)生氣泡，溶液由無(wú)色變成淺綠色，故填產(chǎn)生氣泡，溶液由無(wú)色變成淺綠色；

②若X溶液為少量硫酸銅溶液時(shí)，鐵和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為故填Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；待充分反應(yīng)后，取出鐵片，放入金屬R，觀察到R表面有黑色固體析出，說(shuō)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(dòng)性順序?yàn)?/span>R＞Fe＞Cu，故填R＞Fe＞Cu；

（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(yīng)過(guò)程中氧化銅和一氧化碳反應(yīng)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(wú)明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以是四氧化三鐵，這是因?yàn)樗难趸�三鐵是黑色固體，和一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，鐵也是黑色固體，則B處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)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(yīng)生成二氧化碳，隨著反應(yīng)進(jìn)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?yàn)殇X和氯化銅反應(yīng)生成氯化鋁和銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式故填2Al+3CuCl2=2AlCl3+3Cu；

③該白色固體是CuCl，以上步驟三的實(shí)驗(yàn)方案是：取其中一份無(wú)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?yàn)槁入x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(wú)色溶液于試管中，加入適量硝酸銀溶液；步驟四中，Cu（NH3）2+在空氣中易被氧化變?yōu)樗{(lán)色，步驟四的現(xiàn)象故填溶液變藍(lán)色；

④改進(jìn)之處是加熱鋁和氯化銅溶液的混合物，這是因?yàn)殇X和氯化銅溶液反應(yīng)時(shí)，由于溶液顯酸性，鋁和酸性物質(zhì)反應(yīng)時(shí)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?yàn)殇X和氯化銅溶液反應(yīng)時(shí)，能和顯酸性物質(zhì)反應(yīng)生成氯化鋁，因此還應(yīng)考慮氯化鋁對(duì)Cu與CuCl2溶液反應(yīng)的影響，故填氯化鋁。