Question

为适应铁路高铁时代提速的要求，需把短轨连成长轨，常用反应：2Al+Fe₂O₃

高温  .

Al₂O₃+2Fe进行焊接，该反应称为“铝热反应”．镁和氧化铜也能发生类似的反应，写出反应方程式

 

．
某小组同学在实验室中进行镁和氧化铜反应的实验，充分反应后对于固体剩余物进行了实验探究．
【提出问题】固体剩余物是什么？
【猜想假设】假设①铜和氧化镁；假设②

 

；假设③

 

（均写化学式）
【查阅资料一】大多数金属氧化物都能与硫酸发生
【实验探究】请完成下列实验．

实验操作	实验现象	实验结论
取少量固体剩余物于试管中，向其中加入足量的稀硫酸．	（1）固体部分溶解，溶液为无色．	假设①成立．
	（2）固体部分溶解，	假设②成立．
	（3）固体部分溶解，	假设③成立．

【思考】是否任何一种金属单质都能与另一种金属氧化物反应？
【查阅资料二】该小组同学通过查阅资料，获得以下几组反应信息．

实验组别	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ	V
药  品	Al	Fe	Ag	Al	Cu
	CuO	CuO	CuO	Fe2O3	Fe2O3
相同条件下是否反应	是	是	否	是	否

该小组的同学又将铁粉和氧化铜两种黑色粉末混合均匀后，放入试管中，隔绝空气，高温3-4分钟，冷却后，发现试管内有红色物质．
提出问题：试管内的红色物质可能是什么？
进行猜想：你认为可能是

 

、

 

．（任写两种猜想）
【总结】（1）金属单质与金属氧化物能发生反应，需满足的条件是：在金属活动顺序表中金属单质要比氧化物中的金属位置靠

 

．（填写“前”或“后”）

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,金属的化学性质,金属活动性顺序及其应用,酸的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：首先知道什么是铝热反应，2Al+Fe₂O3

高温  .

2Fe+Al₂O₃在化学上被称为“铝热反应”，既然镁和氧化铜也能发生类似的反应，就能写出类似的反应化学方程式：Mg+CuO

高温  .

Cu+MgO；
【猜想假设】根据题中信息解答；
[实验探究]根据不同的实验探究内容，回答有关问题；
进行猜想：已知“铁粉和氧化铜粉末混合均匀后，放入试管中，隔绝空气，高温加热3～4 min，冷却后，试管内有红色物质”，根据客观事实和质量守恒定律来猜想；红色物质是铜，或者还有生成的氧化铁；如果已知是置换反应的话，那就应该是铜和氧化铁的混合物；
【总结】根据题中信息解答；

解答：解：
镁和氧化铜也能发生类似的铝热反应，方程式为：Mg+CuO 

高温  .

Cu+MgO； 
【猜想假设】
 由反应的化学方程式知，反应后的固体剩余物中一定含有MgO和Cu；对于可能含有的物质，可能是Mg剩余，也可能是CuO剩余，所以固体剩余物假设①铜和氧化镁；假设②铜、氧化镁和镁，假设③铜、氧化镁和氧化铜；
[实验探究]：取少量的固体剩余物于试管中，加入稀盐酸，如果含有Mg，现象就为固体部分溶解，溶液无色，有气泡冒出；如果含有CuO，实验现象就为：固体部分溶解，溶液变为蓝色；
进行猜想：由题意和质量守恒定律可知，红色物质是铜，或者还有生成的氧化铁；如果已知是置换反应的话，那就应该是铜和氧化铁的混合物；
【总结】由图表中数据可知金属与金属氧化物发生反应的，金属单质要比氧化物中的金属位置靠前，否则不反应．
答案：Mg+CuO

高温  .

Cu+MgO；
【猜想假设】②Cu、MgO和Mg； ③Cu、MgO和CuO；
【实验探究】实验现象：②有气体生成，溶液为无色；③溶液为蓝色；
进行猜想   氧化铁  铜和氧化铁的混合物
【总结】前．

点评：本题考查铝热反应及其应用，通过实验探究，来证明反应物的量的问题，不同的假设，通过不同的实验现象来验证．