1、课题3探究物质的性质以及变化规律(1)考试说明1初步学会燃烧条件的探究。初步学会燃烧条件的探究。2初步学会金属的某些化学性质的探究实验。初步学会金属的某些化学性质的探究实验。题型一燃烧条件的探究【例【例1】控制变量法是学习化学常用的方法。下面是探究燃烧条件的实验,请你根据实验图示和资料回答有关问题。资料信息:白磷和红磷的着火点 分别是40、240。(1)铜片上的红磷不燃烧,是 因为_。(2)水中的白磷不燃烧,是因为_。(3)如果要让水中的白磷在水下燃烧,应采取的措施是_。解析答案温度没有达到红磷的着火点没有与氧气接触通入氧气题型一燃烧条件的探究(4)通过以上实验事实证明,燃烧必须同时具备下列条
2、件:可燃物;氧气(或空气);_。解析答案温度达到可燃物的着火点题型二金属锈蚀条件的探究【例【例2】某化学兴趣小组对金属的性质做了如下探究。(1)用下图所示实验探究铁生锈的条件(每支试管中均放有完全相同的洁净铁钉):A B C D E题型二金属锈蚀条件的探究甲同学认为,试管A发生的现象就能够说明铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果。乙同学不同意他的观点,认为必须全面观察试管_(选填字母)发生的现象,并经过科学严谨的推理,才能得出上述结论。试管D和E实验的目的是进一步探究铁在_的环境中是否更容易锈蚀。为防止金属锈蚀,除了采用覆盖保护膜等措施以外,还可以将金属制成合金。这是因为合金与纯金
3、属相比,其组成和内部组织结构发生变化,从而引起_的变化。解析答案ABC盐、酸存在性质题型二金属锈蚀条件的探究(2)某同学向分别盛有等质量的铁粉和锌粒的试管中,倒入等质量、等溶质质量分数的稀硫酸,以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断两种金属的活动性强弱。有的同学认为这种方案不够合理,理由是_。(3)将一定质量的铁粉放入硝酸铜、硝酸锌的混合溶液中,充分反应后过滤,所得固体中一定含有的物质是_,且反应后溶液的质量比反应前_(选填“增大”“减小”或“不变”)。解析答案该方案没有控制相同的条件,金属的表面积不同铜减小题型三金属活动性顺序的探究【例【例3】不锈钢材料中含有的金属铬(Cr)能提高钢的抗氧
4、化性和耐腐蚀性。为了解金属铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系,小娟与小涛进行了如下探究活动。【猜想和假设】【猜想和假设】根据所学知识,猜想三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系:猜想一:Cr、Al、Cu;猜想二:Al、Cr、Cu;猜想三:_。解析答案Al、Cu、Cr题型三金属活动性顺序的探究【实验和探究】【实验和探究】(1)小娟的实验:取大小相同的铝、铬、铜三种金属片(用砂纸打磨光亮)。实验步骤实验步骤实验现象实验现象解释与结论解释与结论分别取三支试管,向其中加入等质量、等浓度的稀硫酸,然后将铝、铬、铜三种金属分别插入三支试管中。铝片表面产生气泡较快;铬片表面产生气泡较缓慢,
5、溶液变蓝色;铜片无明显现象。猜想_成立。铬与稀硫酸反应生成蓝色的硫酸亚铬(CrSO4)溶液,该反应的化学方程式为_。解析答案二题型三金属活动性顺序的探究(2)小涛的实验:小涛只选用了三种药品进行实验,也得出了三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系。则他选用的三种药品可能是_。【总结与归纳】【总结与归纳】由上述实验得出比较金属活动性强弱的方法有:_;_。解析答案Al、CrSO4溶液、Cu(答案合理即可)通过金属与酸反应比较通过金属与盐溶液反应比较题型三金属活动性顺序的探究【例【例4】为探究Al、Fe、Cu三种金属的活动性顺序,有甲、乙、丙三位同学进行了如下实验。【实验验证】【实验验证】(1)甲
6、同学将金属分别放入盛有盐酸的3支试管中。根据铜加入盐酸中无变化,以及_ _的现象,判断出AlFeCu。(2)乙同学只用一支试管,只取一次盐酸也能证明AlFeCu,他在盐酸中插入金属的顺序是:Fe、_。(3)丙同学只调整了乙同学将金属插入盐酸中的顺序,也能得到正确结论。丙同学调整金属的顺序为_。解析答案 铝与盐酸反应比铁剧烈Cu、AlCu、Fe、Al题型三金属活动性顺序的探究【反思评价】【反思评价】(4)小亮也做了和甲同学相同的实验,但实验开始时,他并没有看到铝表面有气泡产生。请你分析,铝表面无气泡产生的原因是_ _。所以实验前最好进行的处理是_。(5)铜表面始终无气泡产生的原因是_ _。解析答
7、案 铝表面有一层致密的氧化膜,阻止了铝与盐酸的反应,没有氢气放出 铜是不活泼金属(在金属活动性顺序中,铜位于氢后面;铜的活动性比氢弱)用砂纸将铝表面打磨光亮题型三金属活动性顺序的探究【拓展应用】【拓展应用】(6)用金属铁制成的容器_(选填“能”或“不能”)盛放波尔多液(含硫酸铜)。(7)某酸雨多发地区,欲铸造一座金属雕像,你认为选择以上三种金属中的_为原材料最为适合(8)在CuCl2和AlCl3的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,向滤出的固体中加入盐酸,无明显现象,则滤液中一定含有的溶质是_。(9)金属矿物的储量有限,而且不能再生,写出一条保护金属资源的有效途径:_。解析答案不能铜(
8、Cu)FeCl2、AlCl3 防止金属锈蚀(回收利用废旧金属;合理开采金属矿物;寻找金属替代品;答案合理即可)题型四工业废水处理及金属回收的探究【例【例5】黄铜是以Zn为主要添加元素的铜合金。黄铜渣中约含7%的Zn、31%的ZnO、50%的Cu、5%的CuO,其余为杂质。处理黄铜渣可得到硫酸锌,其主要流程如图(杂质不溶于水、不参与反应):已知:ZnOH2SO4 ZnSO4H2O;CuOH2SO4 CuSO4H2O。题型四工业废水处理及金属回收的探究(1)步骤中产生气体反应的化学方程式为_。(2)溶液A中的金属阳离子有_(填化学式)。(3)步骤、中均包含的操作名称为_,此操作和步骤中的蒸发操作都
9、要用到的玻璃仪器是_。(4)溶液A的质量_(选填“大于”“小于”或“等于”)溶液C的质量。解析答案Zn2、Cu2过滤玻璃棒小于例1解析(1)铜片上的红磷不燃烧是因为温度没有达到红磷的着火点。(2)水中的白磷没有与氧气接触,所以不会燃烧。(3)如果要让水中的白磷在水下燃烧,需要让它与氧气接触。(4)燃烧必须同时具备可燃物、可燃物与氧气接触、温度达到可燃物的着火点三个条件。例2解析(1)要证明铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果,就要看铁在分别隔绝空气、隔绝水的条件下,和暴露在有水和空气的条件下现象的不同,得出结论。所以必须全面观察试管A、B、C发生的现象,并经过科学严谨的推理,才能得
10、出上述结论。试管D和E实验的目的是进一步探究铁在盐、酸存在的环境中的锈蚀情况。金属的组成和内部组织结构发生变化,其性质等就会发生变化。例2解析(2)金属的颗粒大小不同,与酸的反应速度也不同,所以该方案没有控制相同的条件,金属与酸接触的表面积不同,金属表面产生气泡的快慢也会受到影响。(3)由三种金属活动性由强到弱的顺序:锌铁铜,可知铁只能置换出铜,根据铁与硝酸铜反应的化学方程式:FeCu(NO3)2 CuFe(NO3)2,可知每56份质量的铁可以置换出64份质量的铜,所以反应后溶液的质量比反应前小。例3解析【猜想和假设】铝比铜的金属活动性要强,再将铬加入有三种情况:(1)CrAlCu;(2)Al
11、CrCu;(3)AlCuCr。【实验和探究】(1)根据实验现象:铝片表面产生气泡的速度较快;铬片表面产生气泡的速度较缓慢,可知猜想二正确;由题中信息可知,铬能与稀硫酸反应,生成蓝色的硫酸亚铬(CrSO4)溶液,结合实验现象有气泡产生,可知反应应该生成氢气,根据质量守恒定律配平:CrH2SO4 CrSO4H2。例3解析(2)如果已知三种金属的活动性顺序,用活动性位于中间的金属与另两种金属的盐溶液反应,或用活动性位于中间的金属的盐溶液与另两种金属反应,都可以验证三种金属的活动性顺序,故可选择:Al、CrSO4溶液、Cu,或Al2(SO4)3溶液、Cr、CuSO4溶液等。【总结与归纳】由上述实验得出
12、比较金属活动性强弱的方法有:通过金属与酸反应比较;通过金属与盐溶液反应比较。例4解析(1)放入盐酸中的铝要比铁反应剧烈,根据这一现象可判断出铝的活动性大于铁。(2)铁插入盐酸中有气泡冒出,说明铁的活动性比氢弱,反应后得到氯化亚铁溶液;在氯化亚铁溶液中插入铜无明显现象,说明铜的活动性比铁弱;在氯化亚铁溶液中插入铝,因为铝的活动性比铁强,所以铝能置换出氯化亚铁中的铁,铝表面有黑色物质析出。(3)铜不能与盐酸反应,可先把铜放入稀盐酸,观察到无明显现象,说明铜位于氢之后;然后把铁放入稀盐酸,铁与盐酸反应放出氢气,说明铁位于氢之前;待完全反应后,取出铁,插入铝,观察到铝表面有黑色物质析出,说明铝的活动性比铁强。例4解析(4)铝在常温下能与氧气反应,生成致密的氧化铝薄膜,把未打磨的铝插入盐酸中,盐酸先与铝表面的氧化铝反应,所以观察不到有气泡产生。实验前最好先用砂纸将铝表面打磨光亮,去掉氧化铝薄膜。(5)铜是不活泼金属,且在金属活动性顺序中,铜位于氢后面,其活动性比氢弱,不与盐酸反应,无气泡产生。
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