初中化学金属的化学性质科学探究题专题训练含答案.docx
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初中化学金属的化学性质科学探究题专题训练含答案
初中化学金属的化学性质科学探究题专题训练含答案
姓名:
__________班级:
__________考号:
__________
一、科学探究题(共10题)
1、某实验小组验证:
“Fe+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___________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。
2、操作不当,标签常常易损毁,小滨同学在实验室发现一瓶标签损毁的无色液体(标签如图所示),老师告诉他,该瓶液体可能是稀硫酸、Na2SO4溶液、CuSO4溶液、Na2CO3溶液、蒸馏水中的一种,小滨决定对这瓶液体进行实验探究。
(信息分析)结合试剂标签和提供信息,小滨认为该瓶液体一定不是______和______;
(收集证据)为了继续确定这瓶溶液的成分,小滨进行如下实验:
实验步骤
现象
结论
(1)取该溶液少量于试管中,向其中加入少许铁粉
无明显现象
该溶液不是______
(2)另取该溶液少量于试管中、滴加过量Ba(NO3)2溶液,振荡
______
该溶液是Na2SO4溶液
(3)过滤,向滤渣中滴加过量的稀硝酸
______
根据所学知识,试写出实验步骤
(2)中发生反应的化学方程式______;
(拓展提升)为防止标签受损,拿细口瓶倾倒液体时,细口瓶贴标签的一面要______。
3、某学习小组对铜丝在空气中灼烧后的产物进行探究。
实验1甲同学将螺旋状铜丝灼烧至红热,冷却后观察到铜丝表面变为黑色,再伸入质量分数为25%的稀硫酸中,黑色固体消失,溶液出现蓝色,将铜丝取出洗净;重复上述实验2~3次,溶液蓝色逐渐加深。
(实验分析)灼烧铜丝生成黑色固体,该反应属于基本反应类型中的________反应。
溶液变为蓝色的原因是___________(用化学方程式表示)。
实验2乙同学将螺旋状铜丝灼烧至红热,迅速伸入质量分数为25%的稀硫酸中,观察到溶液中有红色固体产生,将铜丝取出洗净;重复上述实验2~3次,红色固体逐渐增多,沉淀后滤出红色固体,滤液呈浅蓝色。
(提出问题1)红色固体是什么?
(查阅资料1)①Cu与O2在高于900℃时会反应生成红色的Cu2O。
②Cu2O能与H2SO4发生反应:
。
③加热条件下,Cu2O能与H2反应生成Cu和H2O。
(提出猜想)丙同学认为红色固体全部是Cu,不含Cu2O。
(实验验证1)学习小组取经过干燥的红色固体,采用如图装置验证猜想。
(1)仪器X的名称为_________。
(2)装置B中浓硫酸的作用是__________。
(3)实验时,应先将产生的氢气通入装置C中,待_______________,再开始加热。
(4)实验中观察到__________(填实验现象),说明红色固体中含有Cu2O,丙同学猜想错误。
(提出问题2)实验2中有稀硫酸存在的情况下,为什么红色固体中仍含有Cu2O?
(查阅资料2)Cu2O与H2SO4反应的快慢与稀硫酸的浓度有关。
稀硫酸的浓度越大,Cu2O与H2SO4反应越快。
(实验验证2)请设计实验验证“稀硫酸的浓度越大,Cu2O与H2SO4反应越快”这一结论。
简述实验过程(包括操作和现象):
____________。
(实验中须使用的试剂:
Cu2O、质量分数为5%和40%的稀硫酸)
(问题解决)因实验2中稀硫酸浓度变小,Cu2O与H2SO4反应变慢,Cu2O没有完全反应,故红色固体中仍含有Cu2O。
4、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,邀请你一同参加。
(知识回放)金属活动性顺序:
KCaNaMgAlZn______SnPb.(H)______HgAgPtAu,请你在横线上填写对应金属的元素符号。
(作出猜想)猜想1.Cr>Fe>Cu:
猜想2.Fe>Cu>Cr:
猜想3.你的猜想是_______。
(查阅资料)
(1)铬是银白色有光泽的金属,在空气中其表面能生成抗腐蚀的致密的氧化膜。
(2)铬能与稀硫酸反应,生成蓝色的硫酸亚铬(CrSO4)溶液。
(设计实验)小聪同学取大小相等的三种金属片,用砂纸打磨光亮;再取三支试管,分别放入等量的同种稀硫酸
实验
试管1
试管2
试管3
实验操作
铁片
稀硫酸
铬片
稀硫酸
铜片
稀硫酸
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)
(1)小聪得到的结论是猜想_______正确。
(2)实验前用砂纸打磨金属片的目的是_______。
(知识运用)
将铬片投入FeSO4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_______。
5、在甲、乙两只试管中分别加入等质量的金属铁片和镁片,再加入等质量、等质量分数的稀盐酸,充分反应后,甲试管中盐酸过剩,乙试管中镁片过量,将两试管中剩余物都倒入废液缸中,充分混合后固体消失,废液缸的液体中没有任何不溶物。
(提出问题)废液缸的液体中含有什么溶质?
(猜想与假设)小石同学猜想FeCl2、MgCl2小奇同学猜想FeCl2、MgCl2、HCl
(表达与交流)试管乙中反应的化学方程式_____;请写出试管甲中发生反应的实验现象______;请说出小石同学猜想的理由_______。
(实验探究)为了确定废液缸液体中的溶质,同学们讨论后,最终确定向废液缸中加入适量______,在确定溶液中溶质的同时,待充分反应后过滤,还可得到一种金属和只含一种溶质的滤液。
(收集证据)经过实验,同学们观察到_______的明显现象,最终证明小奇同学的猜想是正确的;
(归纳总结)分析溶液中溶质的成分时,需要考虑的因素有_______。
6、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。
(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,滤液中存在的金属阳离子是______(写离子符号)。
7、小雨发现一种神奇的蜡烛,点燃后发现怎么也“吹不灭”,于是对这种蜡烛产生了浓厚的兴趣,下面请你和小雨一起进行探究。
【查阅资料】
普通蜡烛由石蜡和烛芯制成,吹不灭的蜡烛在普通蜡烛的烛芯外包裹了一层打火石。
打火石是在某种金属中掺入少量稀土元素制成的合金,它的着火点只有150°C蜡烛燃烧时包裹在石蜡内的打火石并不燃烧,当吹“灭”蜡烛时,未冷却的金属接触到氧气就发生燃烧,从而使蜡烛复燃。
【问题与思考】
(1)蜡烛燃烧时,包裹在石蜡内的打火石并不燃烧,原因是:
_____,如果将这种蜡烛熄灭,你应采用的方法是_____。
(2)蜡烛芯外包裹的打火石中的金属是什么?
【实验探究】
吹不灭的蜡烛芯外的打火石含的金属可能是镁、铝、铁或铜中的一种,为确定该金属的成分,他们决定继续探究。
(不考虑打火石中稀土元素对探究金属性质的影响)
实验序号
实验操作
现象
结论
1
取该打火石,用砂纸打磨后观察
打火石呈_____色
打火石中的金属一定不是铜
2
取少量打磨后的打火石于试管中,加入稀盐酸
有气泡产生,溶液无色
打火石中的金属一定不是_____。
3
将少量打磨后打火石加入到硫酸铜溶液中
打火石表面有红色物质析出
打火石中的金属一定是镁
【讨论交流】
(1)实验3中涉及的化学方程式为_____。
(2)你认为实验3的方案是否合理_____(填“是”或“否”),如合理请说明理由,如不合理请设计一个方案进一步确认该金属是镁:
_____。
8、钠是一种活泼金属,常温下能与氧气、水等物质发生反应。
钠与水反应的化学方程式为:
2Na+2H2O==2NaOH+H2↑。
在实验室,小亮先取定量的硫酸铜溶液于烧杯中,再取一小块钠投入硫酸铜溶液中,充分反应后过滤,得到滤液和蓝色滤渣,并对滤被的成分进行探究。
(提出问题)滤液中溶质的成分是什么?
(查阅资料)Na2SO4溶液呈中性
(猜想与假设)猜想一:
Na2SO4
猜想二:
Na2SO4和NaOH
猜想三:
____________
猜想四:
Na2SO4、CuSO4和NaOH
分析:
小明认为猜想______不合理,理由是_______(用化学方程式表示)。
(实验与验证)
实验
实验操作
实验现象
实验结论
实验一
取少量滤液于试管中,仔细观察现象
溶液为无色
猜想_____不成立
实验二
向实验一所取滤液中滴入酚酞溶液
________
猜想二不成立
实验三
常温下,再取少量滤液,测溶液酸碱度
pH=7
猜想_____成立
(拓展延伸)金属活动性顺序表中钠及前面的金属____(填“能”或“不能”)把位于后面的金属从它们盐溶液里置换出来。
9、为探究铁的化学性质,某学习小组做了如图甲所示实验。
他们观察到试管a中铁粉全部溶解,产生大量气泡,溶液呈①____色,反应的化学方程式为②____;试管b中有③______色固体生成,该反应的化学方程式为④_____。
为进一步确定试管a所得溶液中的溶质成分和试管b所得固体的组成,他们进行了以下实验探究。
(提出猜想)
(1)试管a中的溶质成分:
猜想一:
FeSO4;猜想二:
⑤______。
(2)试管b中固体的组成:
猜想三:
Cu; 猜想四:
Fe和Cu。
(实验探究)甲图所示实验结束后,将试管a、试管b内的物质全部倒入同一烧杯中(如乙图所示),他们惊奇地发现烧杯内溶液中产生大量气泡。
(总结交流)经过讨论,大家一致认为上述猜想中正确的是⑥_______。
(拓展探究)某混合溶液由硫酸铜和硫酸溶液组成。
上述小组同学取192.4g该混合溶液于烧杯中,然后往其中加入33.6g铁粉,充分混合后,恰好完全反应。
实验测得反应过程中产生气体的质量为0.4g。
计算:
(3)原混合溶液中H2SO4的质量______。
(计算结果保留一位小数)
(4)原混合溶液中CuSO4和H2SO4的质量比______。
(5)完全反应后所得溶液中溶质的质量分数_______。
(计算结果保留一位小数)
10、通过化学学习,我们已经了解了常见金属的活动性顺序。
铬(Cr)是重要的金属材料,越来越受到人们的关注。
某化学兴趣小组对Cr、Al、Cu的金属活动性进行探究,过程如下:
(提出假设)
(1)对三种金属的活动性顺序提出三种可能的假设:
a.Al>Cr>Cu b.Cr>Al>Cu c.Al>Cu>Cr
(设计实验)同温下,取大小相同的打磨过的金属薄片,分别投入到等体积等浓度的足量稀盐酸中,观察现象,记录如下:
金属
Cr
Al
Cu
与盐酸反应现象
气泡产生缓慢,金属逐渐溶解
气泡产生激烈,金属迅速溶解
无气泡产生,金属无变化
(控制实验条件)
(2)打磨三种金属发生的是_______;上述实验使用等浓度的盐酸溶液的理由是_________________________。
(得出结论)(3)原假设中正确的是____(填“a”“b”或“c”)。
写出铬(铬与盐酸反应后显+2价)与盐酸反应的化学方程式:
____________。
============参考答案============
一、科学探究题
1、酸
AgCl Fe于试管中,加入过量的稀盐酸,观察现象 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,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。
2、硫酸铜溶液蒸馏水稀硫酸产生白色沉淀沉淀不溶解
朝向手心
【详解】
信息分析:
硫酸铜溶液是蓝色的,该瓶液体是无色溶液,故不是硫酸铜溶液,该瓶溶液的质量分数是5%,属于混合物,故一定不是蒸馏水,故填:
硫酸铜溶液和蒸馏水;
收集证据:
(1)取该溶液少量于试管中,向其中加入少许铁粉,无明显现象,铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,产生气泡,故该溶液不是稀硫酸;
(2)结论为:
该瓶溶液是硫酸钠,另取该溶液少量于试管中、滴加过量Ba(NO3)2溶液,振荡,硝酸钡能与硫酸钠反应生成硫酸钡和硝酸钠,故现象为:
产生白色沉淀;
(3)过滤,向滤渣中滴加过量的稀硝酸,硫酸钡和稀硝酸不反应,故现象为:
沉淀不溶解;
实验步骤
(2)中发生反应为硝酸钡和硫酸钠反应生成硫酸钡和硝酸钠,该反应的化学方程式为:
;
拓展提升:
为防止标签受损,拿细口瓶倾倒液体时,细口瓶贴标签的一面要朝向手心。
3、化合
酒精灯干燥H2排净装置内空气D中白色固体变蓝取等质量的Cu2O分别加入等体积5%的稀硫酸和40%的稀硫酸中观察,40%的稀硫酸溶液变蓝的速度明显高于5%的稀硫酸溶液
【分析】
对铜丝在空气中灼烧后的产物进行探究,铜丝在空气中灼烧后生成黑色的氧化铜,氧化铜会溶解到稀盐酸中,Cu与O2在高于900℃时会反应生成红色的Cu2O。
有稀硫酸存在的情况下,Cu2O能与H2SO4发生反应,生成硫酸铜和铜,但稀硫酸浓度变小,红色固体中仍含有Cu2O。
【详解】
【实验分析】
铜与氧气在加热的条件下生成黑色的氧化铜,该反应是多变一的反应,属于化合反应。
氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水,硫酸铜溶液为蓝色,所以溶液变为蓝色。
化学方程式为
。
故填:
化合,
。
【实验验证1】
(1)仪器X的名称为酒精灯,故填:
酒精灯。
(2)装置B中浓硫酸的作用是吸水,作为干燥剂,干燥H2,故填干燥H2。
(3)实验时,应先将产生的氢气通入装置C中,排净装置内空气,因为氢气时可燃性气体,混有气体的氢气,加热可能会发生爆炸,所以待排净装置内空气,再开始加热。
故填:
排净装置内空气。
(4)若红色固体中有Cu2O,和氢气一起加热时,反应会生成铜和水,生成的水会使无水硫酸铜粉末变蓝,所以可以观察到D中白色固体变蓝,说明红色固体中含有Cu2O,故填:
D中白色固体变蓝。
【实验验证2】
取等质量的Cu2O分别加入等体积5%的稀硫酸和40%的稀硫酸中观察,40%的稀硫酸溶液变蓝的速度明显高于5%的稀硫酸溶液,得出结论:
稀硫酸的浓度越大,Cu2O与H2SO4反应越快。
故填:
取等质量的Cu2O分别加入等体积5%的稀硫酸和40%的稀硫酸中观察,40%的稀硫酸溶液变蓝的速度明显高于5%的稀硫酸溶液。
【点睛】
对铜丝在空气中灼烧后的产物进行探究,提出问题,并通过实验探究其产物的组成。
4、FeCuFe>Cr>Cu无明显现象1
除去金属表面的氧化膜和污物能
【详解】
[知识回放]
金属活动性顺序:
KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu。
[作出猜想]
猜想要全面,由猜想1和猜想2可知,猜想3强弱顺序为铁、铬、铜,故猜想3:
Fe>Cr>Cu。
[设计实验]
在金属活动性顺序表中,铜在氢后,不能和稀硫酸反应,则试管3中无明显现象。
[结论与解释]
(1)在金属活动性顺序表中,氢前面的金属和稀硫酸反应,顺序越靠前,反应越剧烈,试管1,铁片表面产生气泡较慢,试管2铬片表面产生气泡较快,则铬比铁活泼,则得到的结论是猜想1正确。
(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的致密的氧化膜,则实验前用砂纸打磨金属片的目的是除去金属表面的氧化膜和污物。
[知识运用]
在金属活动性顺序表中,前面的金属和后面金属的盐溶液反应,将其从盐溶液中置换出来,金属活动性顺序为Cr>Fe>Cu,故将铬片投入FeSO4溶液中,反应能进行。
反应为铬和硫酸亚铁生成硫酸铬和铁,则反应的化学方程式为
。
5、
银白色固体表面产生气泡,固体减少至消失,放热,溶液由无色变为浅绿色铁与盐酸反应生成可溶性氯化亚铁,镁与酸反应生成可溶性氯化镁,甲中剩余的盐酸与乙中剩余的镁恰好完全反应,生成可溶性氯化镁镁银白色固体表面产生气泡生成的可溶性物质和反应剩余的可溶性物质、反应先后顺序
【详解】
表达与交流:
试管乙中,镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,该反应的化学方程式为:
;
试管甲中发生反应为铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,现象为:
银白色固体表面产生气泡,固体减少至消失,放热,溶液由无色变为浅绿色;
甲中,铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,乙中镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,充分反应后,甲试管中盐酸过剩,乙试管中镁片过量,将两试管中剩余物都倒入废液缸中,如果镁与稀盐酸恰好完全反应,则溶质为氯化镁和氯化亚铁;
实验探究:
向废液缸中加入某种物质,在确定溶液中溶质的同时,待充分反应后,过滤,还可得到一种金属和只含一种溶质的滤液。
故加入的是镁,镁能与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,如果产生气泡,说明溶质为MgCl2、FeCl2、HCl,如果无气泡产生,说明溶质为FeCl2、MgCl2,金属活动性:
Mg>Fe>H,如果稀盐酸过量,镁先与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,待稀盐酸完全反应后,镁再和氯化亚铁反应生成氯化镁和铁,故最后可得到一种金属铁和一种只含氯化镁的溶液;
收集证据:
由以上分析可知,如果同学们观察到银白色固体表面产生气泡,说明说明溶质为MgCl2、FeCl2、HCl,小奇同学的猜想正确;
归纳总结:
由以上分析可知,分析溶液中溶质的成分时,需要考虑的因素有生成的可溶性物质和反应剩余的可溶性物质、反应先后顺序。
6、红蓝能NaCl(氯化钠)或KCl(氯化钾)或HCl(氯化氢、盐酸)(其它合理答案均可)
(无“↓”、未配平扣1分,化学式错误扣2分)Al3+
【详解】
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,溶液颜色变为蓝色;
(2)铝能与硫酸铜反应生成硫酸铝和铜,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,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
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