实验活动4 金属的物理性质和某些化学性质
类型1 教材实验原型练
1.走进实验室,同学们对金属的物理性质做了如图下探究:
(1)用砂纸打磨镁条、铝片、铁钉、铜丝,观察它们的颜色,除铜丝为 色外,其余都为
色,都有金属光泽。
(2)将以上四种打磨光亮的金属分别与一节干电池和小灯泡连接,小灯泡发光,这一现象说明这些金属都具有 。
2.小琪同学按图SY4-1所示,将它们互相刻画,如图果A为铜片,B为铝片,发现 上留下痕迹,据此得出的结论是 ;如图果将B换为黄铜片,相互刻画后观察到的现象是 ,该现象的理论依据是 。
图SY4-1
3.用图SY4-2所示装置进行实验(夹持仪器略去),能说明铜具有导热性的现象为 。
图SY4-2
4.如图图SY4-3所示,用坩埚钳分别夹取铜丝、铁丝、镁条在酒精灯上加热,完成表格。
图SY4-3
金属 铜丝 镁条 铁丝
加热时 的现象 不能燃烧, 不能燃烧
反应的化 学方程式
5.小亮同学想设计实验来比较铁、铜、银三种金属的活动性强弱。现有铁、铜和银三种金属,请你帮助他选择合适的仪器和药品完成实验。
实验操作 实验现象 实验结论
实验结束后小亮同学总结出比较不同金属活动性顺序的方法有:①利用金属能否与 发生置换反应来判断;②利用金属能否与 发生置换反应来判断。
6.为探究铁、铜、银的金属活动性,同学们设计了如图图SY4-4所示的实验 。
图SY4-4
(1)试管①中的现象是 ,反应的化学方程式为 。
(2)试管②中的现象是 ,反应的化学方程式为 。
(3)通过以上两个实验, (填“能”或“不能”)得出三种金属的活动性强弱。
类型2 教材实验拓展练
7.同学们在探究金属的物理性质和某些化学性质时,实验操作如图图SY4-5所示。
图SY4-5
(1)图A中,标号a的仪器名称是 ;加热铜片一端,观察到另一端的蜡烛熔化,说明铜具有的物理性质是 ,能说明铜加热发生化学变化的现象是 。
(2)图B实验的目的是 。
(3)图C中,把铝丝放入稀硫酸中,刚开始未观察到有气泡产生,其原因是
。有气泡产生时反应的化学方程式为 。
(4)如图果要比较铝、铜、银三种金属的活动性强弱,在图C、D的基础上还需补充一个实验,该实验方案可以是 或 。
8.[2020·新疆] 从某废旧电子产品中可以提炼贵重金属,并得到硫酸铜溶液。其工艺流程如图图SY4-6所示。
图SY4-6
(1)图中“操作”的名称是 。
(2)写出所得贵重金属中任意一种成分的化学式: 。
(3)写出①中发生反应的化学方程式: (任写一种);该反应的基本类型为 。
(4)写出②中发生反应的化学方程式: 。
9.化学小组同学为了探究Fe、Zn、Cu三种金属的活动性顺序,进行了如图下探究。
(1)甲组同学的实验方案如图图SY4-7所示。
图SY4-7
①同学们认为甲组同学设计的方案能探究出三种金属的活动性顺序,依据的现象是
;写出A试管中发生反应的化学方程式: 。
②实验结束后,将A、B试管中的剩余物倾倒至一只烧杯中,发现红色固体增多,说明在混合前,A试管内溶液中除水外一定有的物质是 。A、B两试管中的物质充分反应后,过滤,滤渣中一定有 ,为了确定可能有的物质是否存在,同学们设计了如图下方案:
实验步骤 实验现象 结论
取少量滤渣于试管中,向其中滴加 发现 可能有的物质一定存在
(2)乙组同学认为利用其他试剂也可以探究出三种金属的活动性顺序,下列试剂可行的是 (填字母)。
a.Zn、Fe、CuSO4溶液、FeSO4溶液
b.Cu、Zn、FeSO4溶液
c.Fe、Cu、FeSO4溶液、ZnSO4溶液
10.运用手持技术探究金属与酸的反应。向250 mL的烧瓶内注入25 mL质量分数为8.8%的稀盐酸,分别剪取长约4 cm、宽约0.4 cm的镁、铝、锌、铁、铜金属条,打磨后投入烧瓶中,迅速塞紧带有压强传感器的橡胶塞(如图图SY4-8甲),点击采集,得到如图图乙所示的气压变化曲线。回答下列问题。
图SY4-8
(1)曲线a对应的金属是 。
(2)曲线b对应的金属是铁,反应的化学方程式为 。
(3)曲线c在18 s左右达到最高点后又略微下降的原因是 。
(4)下列说法错误的是 (填字母)。
A.d对应的反应速率适中,适合实验室制取气体
B.如图延长反应时间,可得到d的图像是一条直线
C.从0~100 s的图像可推测e对应的金属打磨不彻底
D.从250~450 s的图像推测e对应的金属反应时盐酸浓度在变大
答案
实验活动4 金属的物理性质和某些化学性质
1.(1)紫红 银白 (2)导电性
2.铝片(或B) 铜比铝的硬度大 铜片(或A)上留下痕迹 合金的硬度比其组分金属大
3.火柴燃烧,蜡烛熔化掉落
4.表面变黑 剧烈燃烧,发出耀眼的白光,生成白色固体,放出热量 2Cu+O22CuO 2Mg+O22MgO
5.
实验操作 实验现象 实验结论
将铁片和铜片用砂纸打磨后,分别放入盛有稀硫酸的试管中;将铜片用砂纸打磨后放入盛有硝酸银溶液的试管中 铁片表面产生气泡,铜片表面没有变化;浸入硝酸银溶液中的铜片表面析出一层银白色固体,溶液由无色变为蓝色 三种金属的活动性由强到弱的顺序是铁>铜>银
(合理即可)
酸 其他金属化合物的溶液
6.(1)铁片表面有紫红色固体生成,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 Fe+CuSO4FeSO4+Cu
(2)铜片表面有银白色固体生成,溶液由无色变为蓝色 Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag
(3)能
7.(1)酒精灯 导热性 加热部位的铜片表面变黑
(2)比较黄铜片与纯铜片的硬度
(3)铝丝表面有一层致密的氧化铝薄膜
2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑
(4)将铜丝放入硝酸铝溶液中 将铜丝放入稀硫酸中(合理即可)
8.(1)过滤 (2)Au(或Pt)
(3)2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑(或Fe+H2SO4FeSO4+H2↑) 置换反应
(4)2Cu+2H2SO4+O22CuSO4+2H2O
在金属活动性顺序中,铁、铝位于氢前,能和稀硫酸反应,而Cu、Au与Pt位于氢后,不与稀硫酸反应,所以金属混合物中含有Cu、Au与Pt,再经过一系列操作,得到硫酸铜溶液,说明铜在加热的条件下与氧气和稀硫酸发生了反应。
9.(1)①A试管中铁表面附着一层红色固体,溶液由蓝色变成浅绿色,B试管中无明显现象
Fe+CuSO4FeSO4+Cu
②FeSO4、CuSO4 Cu
稀盐酸 产生气泡,溶液由无色变成浅绿色(现象与所加试剂对应即可)
(2)abc
(1)②由于铁在金属活动性顺序中位于铜的前面,锌的后面,所以铁能与硫酸铜反应而不能与硫酸锌反应,A试管中反应后生成物一定有硫酸亚铁,又因为B试管中的铁没有反应,与A试管中剩余物混合后,红色固体增多,说明混合前A试管溶液中还有硫酸铜。B试管中没有反应的铁和A试管中剩余的硫酸铜反应后的滤渣中一定有生成的铜,也可能有未反应完的铁。
10.(1)铜 (2)Fe+2HClFeCl2+H2↑
(3)镁与稀盐酸反应放热,在18 s左右反应结束,温度降低,气压减小
(4)BD
(1)由金属活动性顺序可知,金属的活动性强弱是镁>铝>锌>铁>铜。曲线a不变,也就是压强不变,没有气体放出,铜与稀盐酸不反应,对应的金属是铜。(2)曲线b变化较慢,也就是反应进行的速率较为缓慢,铁与稀盐酸反应比较缓慢,对应的金属是铁,反应的化学方程式为Fe+2HClFeCl2+H2↑。(3)曲线c是压强变化最快的,镁与稀盐酸反应比较剧烈,对应的金属应是镁,在18 s左右达到最高点后又略微下降的原因是镁与稀盐酸反应放热,在18 s左右反应结束,温度降低,气压减小。(4)d对应的反应速率适中,适合实验室制取气体;反应停止后不再产生氢气,压强不再改变,出现拐点,不再是一条直线;从0~100 s的图像可推测e对应的金属打磨不彻底,酸与金属氧化物反应不放出氢气,压强不变;随着反应的进行,盐酸浓度在变小。