第三章 铁 金属材料实验整合练 常见金属及其化合物相关的实验-《精讲精练》26版高中同步新教材化学人教A版（2019）必修第一册
文档属性
| 名称 | 第三章 铁 金属材料实验整合练 常见金属及其化合物相关的实验-《精讲精练》26版高中同步新教材化学人教A版（2019）必修第一册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 113.3KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-07-09 11:00:49 | ||
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文档简介
实验整合练 常见金属及其化合物相关的实验
实验1 验证型实验
1.铁是人体必需的微量元素,下面是一种常见补铁药品说明书中的部分内容:该药品含Fe2+ 33%~36%,不溶于水但能溶于人体中的胃酸;与维生素C同服可增加本品吸收。某同学设计了以下实验检测该补铁药品中是否含有Fe2+并探究维生素C的作用:
以下说法不正确的是 ( )
A.试剂1为HCl溶液,目的是溶解药片
B.加入KSCN溶液后溶液变为淡红色,说明溶液中有少量Fe3+
C.加入维生素C后溶液红色褪去,说明维生素C具有一定的氧化性
D.可用双氧水替换新制氯水进行实验
2.(经典题)用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁,将试管浸入硝酸汞溶液中,片刻取出,然后置于空气中,不久铝箔表面生出“白毛”,红墨水柱右端上升。根据实验现象判断下列说法错误的是 ( )
A.实验中发生的反应都是氧化还原反应
B.铝是一种较活泼的金属
C.铝与氧气反应放热
D.铝片上生成的“白毛”是氧化铝和氧化汞的混合物
实验2 探究型实验
3.兴趣小组在课外实验中意外发现:将镁条放入Na2CO3溶液中,快速产生较多气泡,有白色沉淀生成,小组同学对此进行了系列探究活动。
探究Ⅰ:反应产生的气体是什么
【作出猜想】
(1)小组同学经查阅资料和讨论,根据化学变化过程中元素不变,且反应物中含有 三种元素,作出如下猜想:
①氢气;②二氧化碳;③氢气和二氧化碳。
【实验1】取适量镁条、100 mL Na2CO3溶液于反应装置A中,按如图1所示方案进行实验,B中澄清石灰水不变浑浊;C处气体燃烧,烧杯内壁有水珠。说明猜想①正确。
图1
(2)反应装置A应选用图2中的 (填字母)。
图2
(3)小组同学讨论认为,上述实验中“烧杯内壁有水珠”作为“反应产生的气体是氢气”的证据不可靠。为使这一证据可靠,且仍能一次性地验证三个猜想,只需在图1所示方案的基础上加以改进完善。你的改进方案是 。
探究Ⅱ:快速产生气体的原因是什么
【查阅资料】镁与水缓慢反应生成氢气;Na2CO3溶液显碱性,其溶液中除Na+、C外,还有OH-。
【作出猜想】可能是Na2CO3溶液中的某一种离子促进了镁与水的反应。
【实验2】按图3所示方案进行实验。G、I中缓慢产生气泡,H中快速产生较多气泡,说明是C而不是Na+、OH-促进了镁与水的反应。
图3
(4)G中实验的作用是 。
(5)试剂X是 溶液。
探究Ⅲ:反应产生的白色沉淀中是否含有MgCO3
【实验3】取实验1反应生成的沉淀于试管中,加入试剂Y,根据实验现象说明白色沉淀中含有MgCO3。
(6)试剂Y为 ,实验操作及现象为 ,写出MgCO3与试剂Y反应的化学方程式: 。
反思交流与结论:Mg与Na2CO3溶液反应产生氢气,白色沉淀中含有MgCO3,Na2CO3溶液中C促进了镁与水的反应。
4.草酸亚铁不溶于水,可用于制药工业。草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)呈淡黄色,可用作照相显影剂。某化学活动小组分别设计了相应装置进行实验。回答下列问题:
Ⅰ.制备草酸亚铁晶体(装置如图所示):
(1)盛放稀硫酸的仪器名称为 ;植物油的作用是 。
(2)实验过程中,制备草酸亚铁的具体操作是 。
(3)检验草酸亚铁晶体已洗净的操作方法为 。
Ⅱ.草酸亚铁晶体热分解产物的探究:
A B C
D E
(4)按照气流从左到右的方向,上述装置的连接顺序为 →尾气处理装置(填图中字母,装置可重复使用)。
(5)实验结束后,C中黑色固体变为红色,B中澄清石灰水变浑浊,D中无水硫酸铜变为蓝色,A中反应管中残留FeO,则A处反应管中发生反应的化学方程式为 。
答案与分层梯度式解析
1.C 补铁药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸,则试剂1为HCl溶液,目的是溶解药片,A正确;Fe3+与KSCN反应使溶液呈红色,溶液变为淡红色,说明溶液中有少量Fe3+,B正确;加入维生素C后,溶液红色褪去,Fe3+被还原为Fe2+,说明维生素C具有还原性,C错误;H2O2能将Fe2+氧化为Fe3+,故可用双氧水替换新制氯水进行实验,D正确。
2.D 整个过程中发生两个反应,铝与硝酸汞发生置换反应生成硝酸铝和单质汞、铝单质与氧气发生化合反应生成氧化铝,两者都属于氧化还原反应,A正确;由铝箔表面生出“白毛”,可知金属铝易被空气中的氧气氧化,说明铝是活泼金属,B正确;“红墨水柱右端上升”说明试管内压强增大,可判断试管内温度升高,从而判断铝与氧气反应放热,C正确;汞的化学性质不活泼,常温下很难与氧气反应生成氧化汞,铝片上生成的“白毛”是氧化铝,不含氧化汞,D错误。
3.答案 (1)碳、氢、氧 (2)D (3)在BC之间增加干燥装置 (4)对比 (5)NaOH (6)稀盐酸(答案合理即可) 取少许白色沉淀于试管中,向试管中加入稀盐酸有(无色无味)气泡生成,将气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊 MgCO3+2HCl MgCl2+CO2↑+H2O(答案合理即可)
解析 (1)Na2CO3溶液中含有C、H、O三种非金属元素。(2)Mg与Na2CO3溶液的反应属于固液不加热反应,E是加热固体制气装置,F中导气管应刚刚露出橡皮塞,反应装置A应选用图2中的D装置。(3)B中水蒸气有可能进入C中产生水珠,故改进方案是在BC之间增加干燥装置。(5)探究Na+、C、OH-对反应的影响,H中快速产生较多气泡,说明是C而不是Na+、OH-促进了镁与水的反应,故应该证明Na+、OH-对反应无影响,则试剂X为NaOH溶液。(6)若试剂Y为稀盐酸,MgCO3能与HCl反应,其化学方程式为MgCO3+2HCl MgCl2+CO2↑+H2O;实验操作为取实验1反应生成的沉淀少许于试管中,加入稀盐酸有气泡生成,将气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,说明含有MgCO3。
4.答案 (1)分液漏斗 隔绝空气,防止生成的草酸亚铁被空气中的氧气氧化
(2)组装好装置后,检查装置的气密性,添加试剂后,先打开K1,将一定量稀硫酸加入A中试管后再关闭K1,让试管中的反应先进行一段时间以排出空气,进行上述操作的同时关闭K2打开K3,一段时间后,打开K2关闭K3,将装置A中的硫酸亚铁溶液压入装置B中
(3)取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加稀盐酸无现象,再滴加氯化钡溶液,若无白色沉淀,则证明草酸亚铁晶体已洗净
(4)A→D→B→E→C→B
(5)FeC2O4·2H2O FeO+CO↑+CO2↑+2H2O
解析 (1)盛放稀硫酸的仪器为分液漏斗;植物油能隔绝空气,防止生成的草酸亚铁晶体被空气中的氧气氧化。(3)草酸亚铁晶体表面有附着的S等,检验草酸亚铁晶体是否已洗净的方法是取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加稀盐酸无现象,再滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀,则证明草酸亚铁晶体已洗净。(4)草酸亚铁晶体在A中反应管中受热分解,生成的气体经装置D可检验水蒸气的存在,通过装置B可检验有CO2生成,装置E中碱石灰可吸收CO2,气体再通过装置C,CO与CuO反应生成CO2和Cu,再经装置B可检验C中生成的CO2。综上按照气流从左到右的方向,装置的连接顺序为A→D→B→E→C→B,最后再连接尾气处理装置。(5)根据题中描述可判断草酸亚铁晶体受热分解生成CO、CO2、H2O、FeO,其化学方程式为FeC2O4·2H2O FeO+CO↑+CO2↑+2H2O。
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实验1 验证型实验
1.铁是人体必需的微量元素,下面是一种常见补铁药品说明书中的部分内容:该药品含Fe2+ 33%~36%,不溶于水但能溶于人体中的胃酸;与维生素C同服可增加本品吸收。某同学设计了以下实验检测该补铁药品中是否含有Fe2+并探究维生素C的作用:
以下说法不正确的是 ( )
A.试剂1为HCl溶液,目的是溶解药片
B.加入KSCN溶液后溶液变为淡红色,说明溶液中有少量Fe3+
C.加入维生素C后溶液红色褪去,说明维生素C具有一定的氧化性
D.可用双氧水替换新制氯水进行实验
2.(经典题)用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁,将试管浸入硝酸汞溶液中,片刻取出,然后置于空气中,不久铝箔表面生出“白毛”,红墨水柱右端上升。根据实验现象判断下列说法错误的是 ( )
A.实验中发生的反应都是氧化还原反应
B.铝是一种较活泼的金属
C.铝与氧气反应放热
D.铝片上生成的“白毛”是氧化铝和氧化汞的混合物
实验2 探究型实验
3.兴趣小组在课外实验中意外发现:将镁条放入Na2CO3溶液中,快速产生较多气泡,有白色沉淀生成,小组同学对此进行了系列探究活动。
探究Ⅰ:反应产生的气体是什么
【作出猜想】
(1)小组同学经查阅资料和讨论,根据化学变化过程中元素不变,且反应物中含有 三种元素,作出如下猜想:
①氢气;②二氧化碳;③氢气和二氧化碳。
【实验1】取适量镁条、100 mL Na2CO3溶液于反应装置A中,按如图1所示方案进行实验,B中澄清石灰水不变浑浊;C处气体燃烧,烧杯内壁有水珠。说明猜想①正确。
图1
(2)反应装置A应选用图2中的 (填字母)。
图2
(3)小组同学讨论认为,上述实验中“烧杯内壁有水珠”作为“反应产生的气体是氢气”的证据不可靠。为使这一证据可靠,且仍能一次性地验证三个猜想,只需在图1所示方案的基础上加以改进完善。你的改进方案是 。
探究Ⅱ:快速产生气体的原因是什么
【查阅资料】镁与水缓慢反应生成氢气;Na2CO3溶液显碱性,其溶液中除Na+、C外,还有OH-。
【作出猜想】可能是Na2CO3溶液中的某一种离子促进了镁与水的反应。
【实验2】按图3所示方案进行实验。G、I中缓慢产生气泡,H中快速产生较多气泡,说明是C而不是Na+、OH-促进了镁与水的反应。
图3
(4)G中实验的作用是 。
(5)试剂X是 溶液。
探究Ⅲ:反应产生的白色沉淀中是否含有MgCO3
【实验3】取实验1反应生成的沉淀于试管中,加入试剂Y,根据实验现象说明白色沉淀中含有MgCO3。
(6)试剂Y为 ,实验操作及现象为 ,写出MgCO3与试剂Y反应的化学方程式: 。
反思交流与结论:Mg与Na2CO3溶液反应产生氢气,白色沉淀中含有MgCO3,Na2CO3溶液中C促进了镁与水的反应。
4.草酸亚铁不溶于水,可用于制药工业。草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)呈淡黄色,可用作照相显影剂。某化学活动小组分别设计了相应装置进行实验。回答下列问题:
Ⅰ.制备草酸亚铁晶体(装置如图所示):
(1)盛放稀硫酸的仪器名称为 ;植物油的作用是 。
(2)实验过程中,制备草酸亚铁的具体操作是 。
(3)检验草酸亚铁晶体已洗净的操作方法为 。
Ⅱ.草酸亚铁晶体热分解产物的探究:
A B C
D E
(4)按照气流从左到右的方向,上述装置的连接顺序为 →尾气处理装置(填图中字母,装置可重复使用)。
(5)实验结束后,C中黑色固体变为红色,B中澄清石灰水变浑浊,D中无水硫酸铜变为蓝色,A中反应管中残留FeO,则A处反应管中发生反应的化学方程式为 。
答案与分层梯度式解析
1.C 补铁药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸,则试剂1为HCl溶液,目的是溶解药片,A正确;Fe3+与KSCN反应使溶液呈红色,溶液变为淡红色,说明溶液中有少量Fe3+,B正确;加入维生素C后,溶液红色褪去,Fe3+被还原为Fe2+,说明维生素C具有还原性,C错误;H2O2能将Fe2+氧化为Fe3+,故可用双氧水替换新制氯水进行实验,D正确。
2.D 整个过程中发生两个反应,铝与硝酸汞发生置换反应生成硝酸铝和单质汞、铝单质与氧气发生化合反应生成氧化铝,两者都属于氧化还原反应,A正确;由铝箔表面生出“白毛”,可知金属铝易被空气中的氧气氧化,说明铝是活泼金属,B正确;“红墨水柱右端上升”说明试管内压强增大,可判断试管内温度升高,从而判断铝与氧气反应放热,C正确;汞的化学性质不活泼,常温下很难与氧气反应生成氧化汞,铝片上生成的“白毛”是氧化铝,不含氧化汞,D错误。
3.答案 (1)碳、氢、氧 (2)D (3)在BC之间增加干燥装置 (4)对比 (5)NaOH (6)稀盐酸(答案合理即可) 取少许白色沉淀于试管中,向试管中加入稀盐酸有(无色无味)气泡生成,将气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊 MgCO3+2HCl MgCl2+CO2↑+H2O(答案合理即可)
解析 (1)Na2CO3溶液中含有C、H、O三种非金属元素。(2)Mg与Na2CO3溶液的反应属于固液不加热反应,E是加热固体制气装置,F中导气管应刚刚露出橡皮塞,反应装置A应选用图2中的D装置。(3)B中水蒸气有可能进入C中产生水珠,故改进方案是在BC之间增加干燥装置。(5)探究Na+、C、OH-对反应的影响,H中快速产生较多气泡,说明是C而不是Na+、OH-促进了镁与水的反应,故应该证明Na+、OH-对反应无影响,则试剂X为NaOH溶液。(6)若试剂Y为稀盐酸,MgCO3能与HCl反应,其化学方程式为MgCO3+2HCl MgCl2+CO2↑+H2O;实验操作为取实验1反应生成的沉淀少许于试管中,加入稀盐酸有气泡生成,将气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,说明含有MgCO3。
4.答案 (1)分液漏斗 隔绝空气,防止生成的草酸亚铁被空气中的氧气氧化
(2)组装好装置后,检查装置的气密性,添加试剂后,先打开K1,将一定量稀硫酸加入A中试管后再关闭K1,让试管中的反应先进行一段时间以排出空气,进行上述操作的同时关闭K2打开K3,一段时间后,打开K2关闭K3,将装置A中的硫酸亚铁溶液压入装置B中
(3)取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加稀盐酸无现象,再滴加氯化钡溶液,若无白色沉淀,则证明草酸亚铁晶体已洗净
(4)A→D→B→E→C→B
(5)FeC2O4·2H2O FeO+CO↑+CO2↑+2H2O
解析 (1)盛放稀硫酸的仪器为分液漏斗;植物油能隔绝空气,防止生成的草酸亚铁晶体被空气中的氧气氧化。(3)草酸亚铁晶体表面有附着的S等,检验草酸亚铁晶体是否已洗净的方法是取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加稀盐酸无现象,再滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀,则证明草酸亚铁晶体已洗净。(4)草酸亚铁晶体在A中反应管中受热分解,生成的气体经装置D可检验水蒸气的存在,通过装置B可检验有CO2生成,装置E中碱石灰可吸收CO2,气体再通过装置C,CO与CuO反应生成CO2和Cu,再经装置B可检验C中生成的CO2。综上按照气流从左到右的方向,装置的连接顺序为A→D→B→E→C→B,最后再连接尾气处理装置。(5)根据题中描述可判断草酸亚铁晶体受热分解生成CO、CO2、H2O、FeO,其化学方程式为FeC2O4·2H2O FeO+CO↑+CO2↑+2H2O。
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