Question

【題目】鍍鉻金屬既漂亮又耐腐蝕，為了解金屬鉻的相關(guān)性質(zhì)同學(xué)們進(jìn)行了如下探究活動。

[查閱資料]

資料1：鉻是銀白色有光澤的金屬，在空氣中表面能生成抗腐蝕性的致密氧化膜。

資料2：鉻在發(fā)生置換反應(yīng)時生成Cr2+，含有Cr2+的溶液常顯藍(lán)色。

[實驗藥品]鋁片、鉻片、銅片、稀硫酸、稀鹽酸、CrSO4 溶液。

[實驗過程]

（1）彬彬同學(xué)取大小相同的鋁片、鉻片和銅片，準(zhǔn)備浸入到盛有相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀硫酸的三根試管中觀察現(xiàn)象，三種金屬片放入稀硫酸前要進(jìn)行預(yù)處理是_____。

記錄現(xiàn)象如下：

	試管1	試管2	試管3
實驗現(xiàn)象	金屬片表面產(chǎn)生氣泡緩慢，溶液逐漸變藍(lán)色		金屬片表面產(chǎn)生氣泡較快
實驗結(jié)論	三種金屬的金屬活動性由強(qiáng)到弱的順序為_____。（ 填元素符號）

寫出試管1中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_____。

（2）明明從上面給定的實驗藥品中選了三種藥品進(jìn)行實驗，也得出了上述三種金屬的活動性強(qiáng)弱，則他選用的三種實驗藥品是_____，實驗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。

[學(xué)以致用]

（3）彬彬同學(xué)了解到某電鍍廠廢水中含有AgNO3、Cu（NO3）2 和Cr（NO3）2，為了從中回收貴重金屬銀和一種鹽晶體，他設(shè)計如下圖實驗流程：

請回答：操作a加入足量的金屬甲為_____，反應(yīng)前固體B質(zhì)量_____（填“大于”、 “小于”或“等于”）反應(yīng)后固體D的質(zhì)量。

[知識拓展]

（4）工業(yè)上可利用“鋁熱反應(yīng)”來冶煉鉻，其原理是在高溫下用鋁將鉻從其氧化物（Cr2O）中置換出來。若要制得780kg鉻，理論上至少需要鋁的質(zhì)量是多少_____？

Answer 1

【答案】三種金屬片打磨光亮； Al>Cr>Cu 鋁片、CrSO4溶液、銅片 Cr（或鉻） 小于 405kg

【解析】

（1）三種金屬片放入稀硫酸前要進(jìn)行預(yù)處理是除去保護(hù)膜和臟物；根據(jù)現(xiàn)象“金屬片表面產(chǎn)生氣泡緩慢，溶液逐漸變藍(lán)色”可知試管1中的金屬是鉻，在金屬活動性順序中在氫的前面，在試管3中的現(xiàn)象是“金屬片表面產(chǎn)生氣泡較快”可知鋁比鉻活潑，試管2中無現(xiàn)象說明銅不與稀硫酸反應(yīng)，金屬活動性最弱，故三種金屬的活動性順序為：Al＞Cr＞Cu；鉻和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鉻和氫氣，化學(xué)方程式為：Cr+H2SO4=CrSO4+H2↑；

（2）如果已知三種金屬的活動性順序，用活動性位于中間的金屬與另兩種金屬的鹽溶液反應(yīng)；或用活動性位于中間的金屬的鹽溶液與另兩種金屬反應(yīng)，都可以驗證三種金屬的活動性順序。故可選擇：Al、CrSO4、Cu；Al和CrSO4反應(yīng)生成Cr和Al2（SO4）3，化學(xué)方程式為：2Al+3CrSO4=3Cr+Al2（SO4）3；
（3）根據(jù)框圖提供的信息可知，金屬甲是鉻，藍(lán)色溶液中的溶質(zhì)是CrSO4；固體B是銀和銅的混合物；溶液乙是硝酸銀溶液；根據(jù)化學(xué)方程式Cu+2AgNO3=Cu（NO3）2+2Ag可知，每64份質(zhì)量的銅置換出216份質(zhì)量的銀，所以反應(yīng)前固體B質(zhì)量小于反應(yīng)后固體D的質(zhì)量；
（4）解：設(shè)理論上至少要鋁的質(zhì)量是x，

解得x=405kg

答：理論上至少要鋁的質(zhì)量是405kg。