(2013?徐州)合金在生活中應(yīng)用十分廣泛.已知某合金粉末除含鋁外,還含有鐵、銅中的一種或兩種.小明利用如圖裝置對(duì)合金粉末中鐵、銅的存在進(jìn)行探究時(shí),誤把氫氧化鈉溶液當(dāng)成稀硫酸加入到錐形瓶中,他驚奇的發(fā)現(xiàn)有無(wú)色氣體放出,注射器活塞向右移動(dòng).
【提出問(wèn)題】難道NaOH溶液也能與某些金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)嗎?
【查閱資料】
(1)鋁能與氫氧化鈉溶液反應(yīng),鐵、銅不能與氫氧化鈉溶液反應(yīng).
(2)鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Al+2NaOH+2H
2O═2NaAlO
2+3H
2↑(NaAlO
2 溶于水,溶液現(xiàn)無(wú)色)
【進(jìn)行猜想】猜想1:該合金粉末中除鋁外,還含有鐵.
猜想2:該合金粉末中除鋁外,還含有
銅
銅
.
猜想3:該合金粉末中除鋁外,還含有鐵、銅.
【實(shí)驗(yàn)探究】下列實(shí)驗(yàn)(見(jiàn)表1)僅供選用的試劑:20%的硫酸溶液、30%的NaOH溶液.
表1實(shí)驗(yàn)記錄
實(shí)驗(yàn)步驟 |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
結(jié)論 |
①取一定量的合金粉末,加過(guò)量的 30%的NaOH溶液 30%的NaOH溶液 ,充分反應(yīng)后過(guò)濾,濾渣備用 |
粉末部分溶解,并有無(wú)色氣體放出 |
合金中一定含有 鋁 鋁 |
②取步驟①所得濾渣,加過(guò)量 20%的硫酸溶液 20%的硫酸溶液 ,充分反應(yīng) |
濾渣部分溶解,并有無(wú)色氣體放出,溶液呈淺綠色 |
合金中一定含有 鐵、銅 鐵、銅 |
【得出結(jié)論】猜想3成立.
【反思】
1.一般來(lái)說(shuō),活潑金屬能與稀硫酸等算反應(yīng),而鋁與酸、堿都能反應(yīng),說(shuō)明鋁具有特殊的性質(zhì).鋁與稀硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的基本類(lèi)型是
置換
置換
反應(yīng).
2.上述實(shí)驗(yàn)中用到的稀硫酸由濃硫酸稀釋得到,稀釋濃硫酸的方法是:把
濃硫酸沿?zé)诼⑷胨?/div>
濃硫酸沿?zé)诼⑷胨?/div>,并不斷攪拌.
3.若小明向合金粉末中加入的是足量的稀硫酸,則最終剩余的固體成分是
銅
銅
.
【拓展與分析】請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,比較鋁、鐵、銅的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱
把一根用砂紙打磨過(guò)的鋁絲和銅絲分別插入盛有硫酸亞鐵溶液的試管中,過(guò)一會(huì)觀(guān)察現(xiàn)象
把一根用砂紙打磨過(guò)的鋁絲和銅絲分別插入盛有硫酸亞鐵溶液的試管中,過(guò)一會(huì)觀(guān)察現(xiàn)象
.
分析:【猜想】根據(jù)可能含有的物質(zhì)進(jìn)行組合分析;
【實(shí)驗(yàn)探究】根據(jù)題目資料中的信息:鋁會(huì)與堿反應(yīng)生成氫氣,而鐵和銅不會(huì)與堿反應(yīng),根據(jù)鐵能與酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體且溶液呈淺綠色,聯(lián)系題目中所給現(xiàn)象--濾渣溶解會(huì)生成氣體,且溶液顯淺綠色反應(yīng)進(jìn)行分析得知合金中有鐵;濾渣部分溶解,說(shuō)明有不與酸反應(yīng)的固體,銅在金屬活動(dòng)性順序中排在氫的后面,不能與酸反應(yīng),得知合金中含有銅.
【反思】1、根據(jù)鋁會(huì)與鹽酸反應(yīng)生成氫氣的化學(xué)方程式聯(lián)系置換反應(yīng)的定義進(jìn)行分析;
2、稀釋濃硫酸的方法是教材上的知識(shí),由于濃硫酸溶于水時(shí)放熱,所以要把濃硫酸沿?zé)诼⑷胨,并不斷攪拌?br />3、在金屬活動(dòng)性順序中,只有排在氫前面的金屬才能與酸反應(yīng)放出氫氣,排在氫后面的金屬,不能與酸反應(yīng),其中銅排在氫的后面,不與酸反應(yīng);
解答:解:【猜想】合金中除了含有鋁之外,還含有鐵、銅中的一種或兩種,結(jié)合題中的猜想可知還有銅,故答案為:銅;
【實(shí)驗(yàn)探究】鋁會(huì)與堿反應(yīng)生成氫氣,而鐵和銅不會(huì)與堿,濾渣溶解會(huì)生成氣體,且溶液顯淺綠色反應(yīng),銅不會(huì)與酸反應(yīng),可以先用氫氧化鈉鑒別鋁的存在,然后再根據(jù)與酸反應(yīng)時(shí)的現(xiàn)象鑒別鐵和銅的存在,故答案為:
實(shí)驗(yàn)操作 |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 |
①30%氫氧化鈉溶液 |
------ |
鋁 |
②20%的硫酸溶液 |
------ |
鐵、銅 |
【反思】1、根據(jù)鋁會(huì)與鹽酸反應(yīng)生成氫氣的化學(xué)方程式聯(lián)系置換反應(yīng)的定義可知該反應(yīng)屬于置換反應(yīng),故答案為:置換
2、由于濃硫酸溶于水時(shí)放出大量的熱,所以要把濃硫酸沿?zé)诼⑷胨,并不斷攪拌.故答案為:濃硫酸沿濃硫酸沿(zé)诼⑷胨?br />3、在金屬活動(dòng)性順序中,銅排在氫的后面,不與酸反應(yīng),故答案為:銅
【拓展與分析】根據(jù)金屬與鹽溶液反應(yīng)的條件,在金屬活動(dòng)性順序中,排在前面的金屬能把排在后面的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換,所以鋁能置換出鐵,銅不能置換出鐵.
故答案為:把一根用砂紙打磨過(guò)的鋁絲和銅絲分別插入盛有硫酸亞鐵溶液的試管中,過(guò)一會(huì)觀(guān)察現(xiàn)象.
點(diǎn)評(píng):此題以實(shí)驗(yàn)探究的形式考查了金屬的化學(xué)性質(zhì),在解此類(lèi)題時(shí),首先分析需要鑒別的物質(zhì)的性質(zhì),然后結(jié)合題中的現(xiàn)象進(jìn)行逐一的鑒別.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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(2013?徐州一模)過(guò)氧化鈉(Na
2O
2)可作為O
2的來(lái)源,在常溫常壓下存在反應(yīng):
A.2Na
2O
2+2CO
2═2R+O
2B.2Na
2O
2+2H
2O═4NaOH+O
2↑
根據(jù)上述信息,回答下列問(wèn)題:
(1)Na
2O
2中Na的化合價(jià)為+1,則其中O元素的化合價(jià)為
-1
-1
;
(2)反應(yīng)A中涉及的
二氧化碳
二氧化碳
是光合作用的原料;物質(zhì)R的化學(xué)式為
Na2CO3
Na2CO3
,其水溶液pH
>
>
(填“>”“<或”“=”)7;
(3)配制50g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液,需要水的體積約為
45
45
mL;配制該溶液時(shí)實(shí)驗(yàn)室提供了下列儀器,其中不需要的是
④⑦
④⑦
(填編號(hào)).
①天平 ②燒杯 ③藥匙 ④分液漏斗 ⑤量筒 ⑥膠頭滴管 ⑦燃燒匙 ⑧玻璃棒.
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