Question

【題目】鐵是世界上年產量最高的金屬，鐵及其合金也是應用最廣泛的金屬材料。請根據我們所學的有關金屬的知識回答問題：

（1）驗證金屬的活動性（實驗裝置如圖1）

①若要證明Fe在金屬活動性順序中位于氫前，X溶液可選用______，其現象為______。

②若X溶液為少量硫酸銅溶液，該反應的化學方程式為______。待充分反應后，取出鐵片，放入金屬R，觀察到R表面有黑色固體析出。根據上述實驗現象，得出Fe、Cu、R的金屬活動性順序為______。

（2）某純凈氣體通過如圖2裝置時，可觀察到：A中紫色石蕊試液不變色，C中澄清石灰水變渾濁。請按要求回答問題：

①純凈氣體可以是CO．若黑色固體為______，反應過程中B處可以觀察到黑色固體______的明顯實驗現象。

②純凈氣體可以是CO．但B處無明顯實驗現象，則B處發生反應的化學方程式為______。

③純凈氣體和黑色固體的組合還可以是______，則B處的實驗現象為______。

（3）鋁是地殼中含量最高的金屬元素。某小組同學在實驗室研究鋁與氯化銅溶液的反應液的反應。

實驗操作	實驗現象
	A．紅色物質附著于鋁片表面 B．鋁片表面逸出大量無色氣體，放出大量的熱 C．燒杯底部出現紅色沉淀和白色沉淀

①現象A和現象C中的紅色物質均為Cu，生成該物質的化學方程式為______。

②經檢驗，現象B中的無色氣體為氫氣。甲同學猜測可能是氯化銅溶液顯酸性。經實驗檢測，證實了甲的猜想。

③探究白色沉淀的化學成分。

（推理猜想）

乙同學通過查閱資料認為白色沉淀可能是氯化亞銅（CuCl）。

（查閱資料）

★CuCl可與濃氨水反應生成無色的Cu（NH3）2+和Cl-

★Cu（NH3）2+在空氣中易被氧化變為藍色：Cl-可與硝酸銀溶液反應，產生白色沉淀。

（進行實驗）

步驟一：取燒杯底部的白色沉淀，充分洗滌；

步驟二：向其中加入濃氨水，沉淀溶解得到無色溶液，將無色溶液分為兩份；

步驟三：取其中一份無色溶液……

步驟四：將另一份無色溶液放置于空氣中……

以上步驟三的實驗方案是______；

步驟四的現象是______。

（得出結論）通過實驗可以確定，該白色固體是CuCl。

（反思與評價）A和CuCl2溶液反應為什么會出現CuCl呢？

丙同學猜測：可能是Cu與CuCl2溶液反應生成了CuCl。

丙同學為了驗證猜想，取Cu粉與15%CuCl2溶液混合，無白色沉淀產生。

④丙通過分析Al與CuCl2溶液反應的實驗現象，改進了實驗，證明了Cu與CuCl2溶液反應生成了CuCl，改進之處是______。

⑤丁同學認為丙同學的實驗還不夠嚴謹，還應考慮______對Cu與CuCl2溶液反應的影響。

Answer 1

【答案】稀鹽酸或稀硫酸 產生氣泡，溶液由無色變成淺綠色 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu R＞Fe＞Cu 氧化銅 變紅色 Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 氧氣和碳 黑色固體逐漸減少直至消失 2Al+3CuCl2=2AlCl3+3Cu 取其中一份無色溶液于試管中，加入適量硝酸銀溶液 溶液變藍色 加熱鋁和氯化銅溶液的混合物 氯化鋁

【解析】

（1）

①若要證明Fe在金屬活動性順序中位于氫前，X溶液可選用稀鹽酸或稀硫酸，故填稀鹽酸或稀硫酸；因為鐵能和稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，能和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，其現象為產生氣泡，溶液由無色變成淺綠色，故填產生氣泡，溶液由無色變成淺綠色；

②若X溶液為少量硫酸銅溶液時，鐵和硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅，該反應的化學方程式為故填Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；待充分反應后，取出鐵片，放入金屬R，觀察到R表面有黑色固體析出，說明R比鐵活潑，已知鐵比銅活潑，因此得出Fe、Cu、R的金屬活動性順序為R＞Fe＞Cu，故填R＞Fe＞Cu；

（2）

①純凈氣體可以是CO，一氧化碳具有還原性，若黑色固體為氧化銅，反應過程中氧化銅和一氧化碳反應生成銅和二氧化碳，故填氧化銅；B處可以觀察到黑色固體變紅色，故填變紅色。

②純凈氣體可以是CO，B處無明顯實驗現象，可以是四氧化三鐵，這是因為四氧化三鐵是黑色固體，和一氧化碳反應生成鐵和二氧化碳，鐵也是黑色固體，則B處發生反應的化學方程式故填Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2；

③純凈氣體和黑色固體的組合還可以是氧氣和碳，故填氧氣和碳；則B處碳和氧氣反應生成二氧化碳，隨著反應進行，碳不斷減少，直至消失，故填黑色固體逐漸減少直至消失；

（3）

①現象A和現象C中的紅色物質均為Cu，這是因為鋁和氯化銅反應生成氯化鋁和銅，反應的化學方程式故填2Al+3CuCl2=2AlCl3+3Cu；

③該白色固體是CuCl，以上步驟三的實驗方案是：取其中一份無色溶液于試管中，加入適量硝酸銀溶液，產生白色沉淀，這是因為氯離子和銀離子結合生成白色沉淀氯化銀，故填取其中一份無色溶液于試管中，加入適量硝酸銀溶液；步驟四中，Cu（NH3）2+在空氣中易被氧化變為藍色，步驟四的現象故填溶液變藍色；

④改進之處是加熱鋁和氯化銅溶液的混合物，這是因為鋁和氯化銅溶液反應時，由于溶液顯酸性，鋁和酸性物質反應時放熱，目的是條件保持一致，故填加熱鋁和氯化銅溶液的混合物。

⑤因為鋁和氯化銅溶液反應時，能和顯酸性物質反應生成氯化鋁，因此還應考慮氯化鋁對Cu與CuCl2溶液反應的影響，故填氯化鋁。