九年级化学金属的化学性质实验探究专题含答案7976.pdf
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1、金属的化学性质实验探究专题 1、某实验小组同学欲通过实验探究金属的性质。实验目的 证明金属活动性强弱:AlCu。设计并实施实验 小组内的 3 位同学分别做了下述实验:实验 现象 甲 将铝片直接放入到稀 CuCl2溶液中 一段时间后才出现了预期的实验现象 乙 将用砂纸打磨过的铝片放入稀 CuCl2溶液(与甲实验浓度相同)中 十几秒内即观察到明显现象 丙 将用砂纸打磨过的铝片放入稀 CuSO4溶液中 在与乙相同的时间内没有观察到明显现象(1)实验中,预期的实验现象是_。(2)对比甲、乙两位同学的实验,推测甲同学开始时没有观察到明显实验现象的原因是_ _。该小组同学进一步对实验进行探究。提出问题 为
2、什么打磨过的铝片放入到 CuCl2溶液和 CuSO4溶液中观察到的现象不同呢?微观探析 查阅资料可知两个反应的微观示意图如下。(3)图中甲反应的化学方程式为_;Al 和 CuCl2溶液、CuSO4溶液反应的微观本质是 Al 和 Cu2反应生成 Al3和_。提出猜想 根据上述图示,小组同学提出了如下猜想。猜想 1:产生现象不同的原因是 CuCl2溶液比 CuSO4溶液中含有的 Cu2浓度大。猜想 2:溶液中 Cl对 Al 和 Cu2反应有促进作用。猜想 3:溶液中 SO42对 Al 和 Cu2反应有阻碍作用。设计并实施实验 序号 实验方案及操作 现象 结论 1 乙、丙两位同学取Cu2浓度相同的C
3、uCl2溶液和 CuSO4溶液重复实验 与上述乙、丙同学实验现象相同(4)猜想1_(填“成立”或“不成立”)2 在同一时间内,最快产生现象,次之,无明显现象 猜想 2 成立(5)甲同学认为通过实验 2 得到的结论证据不充足,其理由是溶液中的_对实验可能有干扰。(6)丙同学通过查阅资料排除了上述干扰,并模仿实验 2 又设计了一组 3 支试管的实验,证明了猜想 3 也成立。请在下列方框中画出实验设计图示。2、化学兴趣小组为验证质量守恒定律,做了镁条在空气中燃烧的实验。同学们观察到镁条在空气中剧烈燃烧,发出耀眼的强光,产生的大量白烟弥漫到空气中,最后在石棉网上得到一些白色固体。(1)请写出镁条燃烧的
4、化学方程式:_。(2)同学们通过称量发现:在石棉网上收集到产物的质量小于镁条的质量。有人认为这个反应不遵循质量守恒定律。你认为出现这样实验结果的原因可能是_ _。(3)小红按图所示装置改进实验,验证了质量守恒定律,还发现产物中有少量黄色固体。提出问题 黄色固体是什么?查阅资料 氧化镁为白色固体;镁能与氮气剧烈反应生成黄色固体氮化镁(Mg3N2);氮化镁可与水剧烈反应产生氨气,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。作出猜想 黄色固体是 Mg3N2。实验探究 请设计实验,验证猜想。实验操作 实验现象及结论 _ _ _ _ _ _ 反思与交流 氮化镁中氮元素的化合价是_。空气中 N2的含量远大于 O2的
5、含量,可是镁条在空气中燃烧产物 MgO 却远多于 Mg3N2,合理的解释是_。同学们又联想到氢气在氯气中能够燃烧,于是对燃烧条件又有了新的认识:_ _。3、M 是生活中常见的金属,MSO4溶液是无色液体,某化学兴趣小组的同学欲探究 M 与铜、铝的活动性顺序,请你和他们一起进行以下探究。提出问题 M、铜、铝的金属活动性顺序是怎样的?猜想与假设 小敏的猜想是 AlCuM;小强的猜想是 AlMCu;你的猜想是_。设计与实验一 小莉取 M 丝、铜丝、铝丝和编号为的 3 支试管,进行如表实验(试管中均盛有体积相同、溶质质量分数也相同的稀盐酸)。实验操作 M 丝插入 试管中 铜丝插入 试管中 铝丝插入 试
6、管中 实验结论 刚开始 的现象 有少量气 泡产生 无气泡 无气泡 MCu;_ 几分钟后 的现象 有少量气 泡产生 无气泡 有大量气 泡产生 _ _ 交流与表达 同学们对同一实验得出两种不同结论的现象进行了讨论,明白了实验刚开始时试管中无气泡产生的原因,该原因是_ _。设计与实验二 为了进一步探究三种金属的活动性顺序,同学们取粗细相同、打磨干净的M 丝、铝丝及相关溶液,又进行了如图所示的实验。(1)试管乙中观察到的现象是_ _。(2)试管丙中反应的化学方程式为_ _。交流与表达 同学们经讨论后认为该实验可以优化,去掉试管_(填试管编号)中的实验,也可以得出正确的结论。解释与结论 通过以上实验,同
7、学们得出了三种金属的活动性顺序。评价与反思 实验结束后,同学们对实验过程进行了如下反思:(1)影响金属与酸反应速率快慢的因素,除了相互反应的金属和酸的性质外,还有_(任写一种)。(2)探究金属活动性顺序时,除了上述实验中已经用到的两种方法外,还可以根据_(任写一种)进行判断。4、如图所示,小明和小红在做金属活动性顺序的探究实验,他们将铁钉加入硫酸铜溶液中,观察到铁钉表面有气泡产生,一段时间后,在铁钉表面附着了红色的固体。提出问题 产生的气体是什么物质?作出猜想 猜想一:二氧化硫;猜想二:氢气;猜想三:氧气。作出猜想的依据是:化学反应前后元素种类不变,因为_,所以作出这样的猜想。进行实验(1)小
8、红提出,闻一闻产生的气体,方法是_,根据_,她判断该气体不是二氧化硫。(2)他们又做了实验:_,从而证明了该气体不是氧气。从而判断该气体是氢气。经过向老师咨询得知,一般配制硫酸铜溶液时都要加入适量相应的酸以保持溶液的稳定存在。实验中产生氢气的化学方程式是_。得出结论 从这个实验得到的结论是_。反思与改进 小明提出,实验中溶液变色的现象不明显,他们决定从铁钉入手进行改进,小明同学提出可以增加铁钉的用量,还可以_。5、化学实验小组的同学们对催化剂产生了兴趣,通过查阅资料了解到氧化铁也能加速氯酸钾的分解。为了探究氧化铁能否加快过氧化氢的分解,他们设计了实验装置,并进行气体的制备和测量实验。实验时均以
9、生成 40mL 气体为标准,相关实验数据记录如下表:(1)完成上述实验及数据的测定需要用到下图中的部分装置,请按组装顺序写出所用到的装置代号_。(2)通过实验和对比可知,化学反应速率与温度的关系是_;通过实验和对比可知,化学反应速率与_有关;通过实验_和_对比可知,氧化铁可以加快过氧化氢分解放出氧气的速率。(3)用一定量 15%的过氧化氢溶液制氧气,为了减小反应速率,可加适量的水稀释,产生氧气的总量_(选填“减小”“不变”或“增大”)。(4)若要证明氧化铁是过氧化氢分解的催化剂,还需要验证它在该反应前后的_和_未发生改变。(5)同学们还想探究催化剂的颗粒大小对化学反应速率是否有影响,请你帮他们
10、设计实验方案进行探究:_ _。6、小明在学习金属活动性顺序时,对阅读资料上“活动性较强的金属一般可以将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来”这句话产生了好奇。为什么用“一般”这个词呢?难道还有例外吗?查阅资料 在实验室中,金属钠保存在煤油中。钠的化学性质活泼,常温下与氧气反应,也可以与水反应并放出氢气。含有铜元素的碱及盐的水溶液一般显蓝色。实验与分析 用镊子从煤油中取出金属钠,放在滤纸上,用小刀切下一小块,投入蒸馏水中(右图),发现钠立刻熔化成银白色小球,在水面上游动;在反应后的溶液中滴入酚酞,溶液变成红色。若向硫酸铜水溶液中,投入一小块钠,会有蓝色沉淀Cu(OH)2产生,但没有红色物质析
11、出。金属钠保存在煤油中的原因是_。从实验中,你能得出金属钠的物理性质有(任写两条)_,_。写出钠与水反应的化学方程式_。将金属钠放到硫酸铜溶液中有蓝色沉淀产生的原因是_。得出结论 活动性较强的金属不一定都能够将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。知识拓展 查阅资料可知:在金属活动性顺序里,位于氢后面的金属 Cu,在常温下虽然不能与稀盐酸、稀硫酸反应,但可以与无色硝酸溶液反应,其化学方程式为 Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O。反应生成的 NO2是红棕色、有刺激性气味的有毒气体。可用右图所示装置进行实验,请回答:打开弹簧夹,用注射器慢慢抽取干燥管内的气体,浓硝酸沿
12、着干燥 管慢慢上升,直到硝酸与铜片接触,停止抽拉注射器,关闭弹簧夹,观察干燥管内的现象是_;上述实验完成后,须用足量 NaOH 溶液将气体吸收,其目的是_。7、小雨同学在探究 Al、Fe、Cu 三种金属的活动性实验中,设计方案如下图:B 试管中观察到的实验现象有_。A 试管中小雨在很长时间内都未观察到预期的实验现象,其原因可能是_。实验成功后,小雨把两支试管中所有物质并倒入烧杯中,充分反应后,烧杯中仍有不溶性固体,为此,小雨继续展开探究。提出问题不溶性固体中含有哪些成分?实验并得出结论过滤,向滤出的不溶性固体滴加足量的稀硫酸,有气泡冒出,则该不溶性固体中一定含有的物质是_,一定发生反应的化学方
13、程式是_。反思与评价小军同学用表面积相等的以上三种金属片分别与等浓度等体积的稀盐酸反应完成同样的探究,却意外发现铁片中加稀盐酸后,溶液变为黄色,试分析其原因:_(用化学方程式回答)。拓展应用小军实验结束后,将废液集中,经检测其中盐酸过量,还需处理至 pH7 后排放,处理废液时除需 pH 试纸外可供选择的下列物质中不适合的是_。(填序号)aNaOH 溶液 bAgNO3溶液 cNaHCO3溶液 d.生石灰 e石蕊溶液 8、实验课上,老师给了同学们一包红色粉末,该粉末可能是铜粉和氧化铁(Fe2O3)粉末中的一种或两种,为确定该粉末的成分,同学们进行了如下探究,请你参与其中并回答问题。【提出猜想】甲组
14、:铜粉;乙组:氧化铁粉末;丙组:_ _。【设计实验】方案 1:取少量红色粉末放入试管中,滴加足量的_(从下列试剂中选择:氯化钠溶液、稀盐酸、氢氧化钠溶液)振荡,若甲组猜想正确,则实验现象为_。方案 2:取 8 g 红色粉末放入硬质玻璃管中,先通入 CO,然后用酒精喷灯加热一段时间(实验装置如图 1 所示),停止加热并继续通入 CO 至装置冷却。第 8 题图 1 第 8 题图 2 若乙组或丙组猜想正确,则硬质玻璃管内发生反应的化学方程式是_ _。实验时要先通 CO 再加热的目的是_。【数据处理】等装置完全冷却到室温,称量硬质玻璃管内剩余固体质量为m g。若乙组猜想正确,则m的取值范围是_。【实验
15、反思】图 1 虚线框内的装置是用于吸收 CO2并收集 CO,请从图 2(广口瓶内均为氢氧化钠溶液)中选择最合适的装置_(填序号)。9、体操运动员在完成单杠、吊环项目时常用“镁粉”搓手,以起到防滑效果。“镁粉”的成分是什么呢?某实验小组对其成分展开了探究。【提出猜想】既然叫“镁粉”,成分可能与镁元素形成的单质或化合物有关。猜想一:金属镁 猜想二:含镁元素的化合物 猜想三:既有金属镁又有含镁元素的化合物【查阅资料】(1)“镁粉”加入稀盐酸中时,会全部溶解并产生大量气泡。(2)“镁粉”的成分中含有碳酸镁。【设计方案】小林同学依据上述猜想和资料,排除了_(填“猜想一”“猜想二”或“猜想三”)的可能性。
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