初中化学化学性质与物理性质的差别及应用探究题

金属的生产和利用是人类文明和社会进步的—个重要标志。请根据下图，回答下列问题：

(1)图1探究的是什么？
(2)写出图2所示实验中玻璃管内发生反应的化学方程式。
(3)指出图2实验装置的不足之处。
(4)铝、铁、铜是生活中常用的金属，某同学想用实验验证三种金属的活动性顺序。请你帮他设计一组合理的实验方案（写出步骤和现象即可）。

金属材料包括纯金属以及它们的合金，在生产、生活和社会发展中起着非常重要的作用。（1）某校同学以“比较锰、铁、铜3种金属的活动性”为课题进行探究。
提供的药品：铁片、铜片、锰片、稀盐酸、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液、硫酸锰溶液。
【作出猜想】他们考虑到铁的活动性比铜强，对3种金属的活动性顺序作出如下猜想。
猜想一：                    ；
猜想二：铁>铜>锰；
猜想三：铁>锰>铜。
【设计实验】为了验证猜想成立，同学们分成三组，分别针对一种猜想设计实验方案：
①第一组验证猜想一。实验方案是将锰片、铁片分别放入稀盐酸中，观察现象；
②第二组验证猜想二。实验方案是将锰片放入             中，观察现象；
③第三组验证猜想三。实验方案是（只用两个实验）：
                                                                          。
【实验及结论】各组通过实验和交流，确认猜想一是正确的。第一组同学的实验现象是：
                                                                        。
（2）铜与锌的合金称为黄铜，有优良的导热性和耐腐蚀性，可用作各种仪器零件。某化学兴趣小组的同学为了测定某种黄铜的组成，取20g该黄铜样品于烧杯中，向其中分5次加入同一种稀硫酸，并将每次加入稀硫酸的质量和充分反应后剩余固体的质量记录于下表：

	加入稀硫酸的质量（g）	充分反应后剩余固体的质量（g）
第1次	20	17.4
第2次	20	14.8
第3次	20	12.2
第4次	20	12.0
第5次	20	m

 
①表格中m=          ；
②黄铜样品中锌的质量分数为         。

某班同学在做验证铁、铜、银的金属活动性顺序的实验，用到的药品有铁丝、铜丝、银丝、稀硫酸、硫酸铜溶液。实验结束后，兴趣小组的同学欲对该实验的废液进行探究，请你一起参与。
【提出问题】废液中含有什么物质？
【交流表达】（1）小明通过观察，认为废液中一定含有硫酸铜，他观察到的现象是      。
（2）小红通过分析，认为废液中一定含有硫酸亚铁，她的依据是                    
（用化学方程式表示）
【作出猜想】小华认为废液中还可能含有硫酸。
【实验验证】 ①小华测得废液的pH小于7，证明废液中含有硫酸。用pH试纸测定溶液的pH的方法是：                        。
②小新取少量废液，向其中滴加氢氧化钠溶液，也得到与小华相同的结论，小新的实验现象是                        。
通过实验与分析，同学们得出废液中含有硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸。
【拓展应用】若将废液中的溶质全部转化为硫酸亚铁，向废液中加入过量的          ，过滤，滤渣的成分是         。

小张同学在课外活动中探究金属的化学性质，进行了右图所示的实验，并根据实验得出了下列结论：Ⅰ．金属都能与空气中的氧气反应；Ⅱ．部分金属能与稀盐酸发生置换反应。
⑴小张同学的结论Ⅰ不正确。你认为具体的理由是         。
⑵小张同学的结论Ⅱ中的“部分金属”指的是               。
⑶根据你已有的知识，请你补充金属的另外一点化学性质              。


⑷小张同学通过查阅资料还发现，不同金属锈蚀的条件不同。铁锈的主要成分是Fe₂O₃·xH₂O，铜锈（铜绿）的主要成分是Cu₂(OH)₂CO₃。由此可判断铁生锈、铜生锈的相同条件是必须同时接触水和氧气；铜生锈条件还需要接触     。

铁暴露在空气中会生锈。不知你注意了没有，将苹果切开不久，果肉上就会产生一层咖啡色的物质，也好像是生了“锈”一样。某化学活动小组对此进行了探究。
【提出问题】切开的苹果“生锈”与什么因素有关？
【猜想与假设】猜想①：可能与空气没有关系，只是果肉内的物质自身相互反应而“生锈”。
猜想②：可能是果肉中的物质与空气中的氧气作用而“生锈”；
猜想③：可能是果肉中的物质与空气中的氮气作用而“生锈”；
猜想④：可能是果肉中的物质与空气中的二氧化碳作用而“生锈”；
猜想⑤：可能是果肉中的物质与空气中的氧气作用而“生锈”，并且苹果“生锈”的速度还可能与温度有关。
【收集证据】（一）查阅有关资料：已知苹果“生锈”是果肉里的物质（酚和酶）与空气中的一种物质发生反应，生成咖啡色的物质。
（二）实验探究：针对上面的猜想①至猜想⑤，化学活动小组依次设计了实验方案，进行了实验验证，并依次观察到下列实验现象。请你将他们设计的可行的实验探究方案，填写在下表中。

猜想	可行的实验方案	观察到的实验现象
猜想①	将一小块果肉浸入盛有蒸馏水的烧杯中，观察现象。	果肉表面不变色。
猜想②		果肉表面变色。
猜想③		果肉表面不变色。
猜想④		果肉表面不变色。
猜想⑤		温度高的先变色。

【得出结论】                                                  。
【反思与评价】（1）在②—⑤四种猜想中，你认为猜想          （填代号）最不合理，理由是                                                。
（2）在验证猜想①时，同学们发现，如果水不与空气隔绝，果肉放在水中时间长了也会变色，其可能的原因是                                       。
【应用】根据上述结论，要防止果汁变质，果品加工厂加工和保存果汁时可采取的措施是                                                                     。

钢铁是使用最多的金属材料。在今年的化学活动周中，某校兴趣小组的同学在老师指导下做了以下有关铁的实验：用干燥纯净的一氧化碳还原氧化铁实验装置如下图：

 
A                   B            C          D           E          F
其中A是实验室用草酸（H₂C₂O₄）和浓硫酸加热制取一氧化碳的气体发生装置，反应
的化学方程式是：H₂C₂O₄ ="=====" H₂O+CO₂↑+CO↑（条件略）。请回答下列问题:
(1)B装置中氢氧化钠溶液的作用是                                     .
(2)C装置无明显现象，C装置的作用是                                     。
D装置中浓硫酸的作用是                                             。
（3）E装置中发生反应的化学方程式                                 。
（4）F装置的作用是                         、                        。

某兴趣小组的同学在探究Al和Cu的活动性时，把铝片放入硫酸铜的水溶液中，无意中发现有较多气泡产生，于是激发了他们的探究欲望．
【提出问题】该气体是什么呢？
【猜想】甲同学认为可能是氧气；      乙同学认为可能是氢气；
丙同学认为可能二氧化碳；    丁同学认为可能是二氧化硫；
【操作分析】
铝片放入硫酸铜之前，应先用砂布将表面打磨光亮，理由是                     
【探究设计】
（1）闻该气体的气味，发现没有气味，排除了        同学的猜想．
（2）从物质的组成角度考虑，又排除了      同学的猜想．
（3）对余下的两种猜想进行了如下实验：

实验步骤	现象	结论
收集一试管气体，将带火星的木条伸入试管中	木条不复燃
	发出轻微的爆鸣声，并产生淡蓝色火焰	该气体是氢气

【思维拓展】由以上探究实验可以推知，硫酸铜溶液中可能含有物质      （填化学式）

小林同学对A、B、C三种金属的活动性进行探究，他分别将A、B、C三种金属放入三支盛有相同溶质质量分数的稀盐酸中，记录的实验现象为：A、C都能与盐酸反应放出气体，B放入稀盐酸中无明显现象。根据小林同学的记录，你对A、B、C三种金属的活动性能作出的判断是：       、        。不能作出的判断的是          。要对A、B、C的金属活动性的相对强弱作出准确判断还需要做的实验是                     。

金属钠很软，可以用刀切割。切开外皮后，可以看到钠具有银白色的金属光泽。钠是热和电的良导体。钠的密度是0.97g/cm³，比水的密度小，钠的熔点是97.81℃，沸点是882.9℃。将金属钠放入水中，可以反应生成NaOH和H₂；钠跟氧气混合加热生成淡黄色的过氧化钠（Na₂O₂）固体，钠跟CO₂在加热条件下反应生成碳酸钠和单质碳。
（1）试写出钠跟水反应的化学方程式    　　　　　　　　　　　　　　　　　   
（2）小刘同学用图A装置做钠跟氧气反应实验，观察到生成物中出现黑色固体，则该黑色固体是      （填化学式），试写出相应的化学反应方程式  　　　　　　      
_________________________________。

（3）为了探究黑色固体成分，小刘同学进行了下列探究。
探究反应中CO₂的
猜想①：CO₂的来源于   　　　　　　；猜想②：CO₂的来源于 　　　    ；
在上述两种来源中，       （填序号）是CO₂的主要来源。用图B和C装置实验的目的是　　                                          　　。

某校同学以“比较锰、铁、铜3种金属的活动性”为课题进行探究。提供的药品：铁片、铜片、锰片、稀盐酸、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液、硫酸锰溶液。
【做出猜想】他们考虑到铁的活动性比铜强，对3种金属的活动性顺序作出如下猜想。
猜想一：锰>铁>铜；
猜想二：铁>铜>锰；
猜想三：                                。
【设计实验】为了验证猜想成立，同学们分成三组，分别针对一种猜想设计实验方案。
（1）第一组验证猜想一。实验方案是将锰片、铁片分别放入稀盐酸中，观察现象。
（2）第二组验证猜想二。实验方案是将锰片放入        中，观察现象。
（3）第三组验证猜想三。实验方案是（只用两个实验）：
                                                                       。
【实验及结论】各组通过实验和交流，确认猜想一是正确的。第一组同学的实验现象是：                                                                    。
【拓展研究】随后同学们对探究金属活动性的方案涉及作了进一步研究。
为了验证甲、乙、丙、丁4种金属的活动性依次减弱，某同学设计了如下方案：①把甲放入乙的盐溶液中；②把乙放入丙的盐溶液中；③把乙放入丁的盐溶液中；④把丁放入丙的盐溶液中。你认为哪个实验没有必要做？请说明理由。
                                                                       。

小青探究铜与稀硫酸在加热的条件下能否发生反应的实验时，发现加热沸腾一段时间后，溶液开始变色，同时产生较多的气泡。生成的是什么气体呢？
[提出猜想]①可能是H₂；②可能是O₂；③可能是SO₂
任何的猜想都要有依据，则小青提出猜想的依据是：          ____       。
[查阅资料]①铜与热的浓硫酸反应产生SO₂；②SO₂与Ca(OH)₂反应生成难溶的CaSO₃。
[实验验证]请你根据以下实验条件，设计实验验证小青的猜想，并将相关内容填在下表。
仅限选择的用品和试剂：试管；带火星的木条、澄清石灰水。

实验步骤	实验操作	预期现象和结论
第一步
第二步

 
[交流与讨论]经验证，猜想③正确，为此，小青作了如下解释：加热使溶液中的水不断蒸发，硫酸浓度逐渐增大，当达到一定浓度时，硫酸跟铜反应产生SO₂气体。你觉得小青的解释_______（填“合理”或“不合理”）。

某化学兴趣小组为了探究铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系，进行了如下探究活动：
【查阅资料】铬( $Cr$)是银白色有光泽的金属，在空气中表面能生成抗腐蚀的致密氧化膜。铬能与稀硫酸反应，生成氢气和硫酸亚铬( $CrS{O}_4$)。
【提出猜想】对这三种金属的活动性顺序提出了如下猜想：
猜想①： $Cr>Al>Cu$   猜想②： $Cr>Cu>Al$

猜想③： $Al>Cr>Cu$   猜想④： $Al>Cu>Cr$

【讨论交流】根据已学的金属活动性顺序和已查阅的资料分析，肯定不能成立的是猜想是和猜想(填序号)。
【实验设计及过程】请将表中的内容填写完整。

实 验 操 作	实 验 现 象	实 验 结 论
室温下，将大小相同并打磨光亮的铬片、铝片、铜片分别投入盛有体积相同、相同的稀硫酸的试管中	铬片表面产生气泡缓慢;铝片表面产生气泡较快;铜片表面	猜想(填序号)成立

【实验反思】
(1)将金属片投入稀硫酸前应先打磨金属片的目的是。

A．

除去金属表面氧化物，有利于直接反应

B．

使金属表面光亮，便于观察现象

C．

使金属表面温度升高，提高反应温度

(2)有同学提出探究金属活动性强弱还可以依据"金属与盐溶液是否发生置换反应"来判断。为了验证甲、乙、丙三种金属的括动性依次减弱，某同学设计了如下方案：
①把甲放入乙的盐溶液中
②把乙放入丙的盐溶液中
③把甲放入丙的盐溶液中
你认为该方案中的(填序号)没有必要做。

为探究Al、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，有甲、乙、丙三位同学设计了如下方案：
（1）甲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，       
         现象，判断出Al>Fe>Cu。
（2）乙同学只用一支试管，只取一次盐酸也能证明Al>Fe>Cu，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插入盐酸中金属的顺序，也能得到正确结论。丙同学调整金属
的顺序为           。                   
【拓展应用】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           。

现有银、铁、铜三种金属丝,为探究它们的金属活动性顺序,某同学设计了如下实验方案,请你根据他记录的相关信息,回答下列问题:
（1）填写下表"实验现象"

序号	实验步骤	实验结论
1	取铁丝浸入稀硫酸中
2	取铜丝浸入稀硫酸中	无现象
3	取银丝浸入硫酸铜溶液中

（2）三种金属的活动性由强到弱的顺序是;

（3）写出铁与稀硫酸反应的化学方程式.

小刚设计实验探究铁、铜、银三种金属的活动性顺序并分析相关问题。请填空：
(1)他设计的四种实验方案，所需试剂如下：
①铜、银、硫酸亚铁溶液              ②铁、银、硫酸铜溶液
③银、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液      ④铜、硫酸亚铁溶液，硝酸银溶液
上述方案中，正确的是（填写序号)。
(2)某化工厂生产过程中的残液含有硝酸银和硝酸铜两种物质。小刚取少量该残夜，分别盛在 $A$、 $B$两支试管中，再分别加入不同质量的铁粉，充分反应后过滤，分别取滤渣或滤液进行下表所示实验：

实验操作	实验现象	分析与结论
将 $A$试管滤出的滤渣洗涤后加入到稀盐酸中	有气泡产生	从 $A$试管得到的滤液中的溶质是
向 $B$试管得到的滤液中滴加少量稀盐酸	有白色沉淀生成	$B$试管滤出的滤渣的成分是