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【题目】1949101日中华人民共和国成立,在开国大典上首次实现了电动升国旗。为保证国旗不被卷入,要求旗杆上的阻断球要足够结实,不易被撞裂。在阻断球的制作过程中不仅使用了铁,还熔入了一定比例的铬(Cr)等金属,这是利用了合金____________________的性质。在常见金属活动性顺序中没有铬,同学们决定对铬与常见金属镁和铜的活动性强弱进行探究。

(查阅资料)铬(Cr)是一种银白色金属,其化合物硫酸亚铬(CrSO4)的水溶液呈蓝色。硫酸亚铬中铬元素的化合价为___________

(提出猜想)三种金属的活动性强弱为:

猜想一:Cr>Mg>Cu

猜想二:__________

猜想三:Mg>Cu>Cr

(进行实验)

实验步骤

实验现象

实验结论

①分别向盛有CrCu两种金属片的试管中加入同体积同浓度的稀硫酸

只有盛________的试管中有气泡产生,并得到蓝色溶液

猜想三错误

②向盛有硫酸镁溶液的试管中加入金属Cr

无明显现象

猜想______正确

(交流与讨论)

1)实验前所用的金属片都需用砂纸打磨,目的是_________

2)实验①中发生反应的化学方程式为__________

3)结合探究结论,有同学提出上述三个实验可进行优化,只需选择三种药品,即可判断金属的活动性强弱。合理的选择是__________(选填序号)。

①硫酸镁溶液 ②硫酸亚铬溶液 ③硫酸铜溶液 ④稀硫酸 ⑤镁片 ⑥铬片 ⑦铜片

(拓展延伸)若将步骤①和②中反应后的混合物倒入同一烧杯中, 搅拌、过滤,得到固体X和溶液Y。则:

1)溶液Y中溶质的成分__________(选填序号)。

A一定有MgSO4

B一定有CrSO4

C可能有H2SO4

D可能有CuSO4

2)过滤过程中,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和__________,其中玻璃棒的作用是__________

【答案】硬度比组成它的纯金属大 +2 Mg>Cr>Cu 铬(或Cr 除去表面的氧化膜(合理即可) ①③⑥(或②⑤⑦) ABC 漏斗 引流

【解析】

在“阻断球”的制作过程中不仅使用了铁,还熔入了一定比例的铬(Cr)等金属,不易被撞裂。这是利用了合金硬度比组成它的纯金属大的性质;

查阅资料:

铬(Cr)是一种银白色金属,其化合物硫酸亚铬(CrSO4)的水溶液呈蓝色。硫酸亚铬中硫酸根的化合价为-2价,根据化合物中各元素的化合价代数和为零可知,铬元素的化合价为+2

提出猜想:

已知镁的活动强于铜,三种金属的活动性强弱为:

猜想一:Cr>Mg>Cu

猜想二:Mg>Cr>Cu

猜想三:Mg>Cu>Cr

进行实验:

①若猜想三错误,说明Cr的活动性大于Cu,分别向盛有CrCu两种金属片的试管中加入同体积同浓度的稀硫酸,只有盛铬(或Cr)的试管中有气泡产生,并得到蓝色溶液;

②向盛有硫酸镁溶液的试管中加入金属Cr,无明显现象,说明镁的活动性大于铬,猜想二正确;

交流与讨论:

1)实验前所用的金属片都需用砂纸打磨,目的是除去表面的氧化膜,防止氧化膜干扰实验;

2)实验①中发生的反应是铬与硫酸反应生在成硫酸亚铬和氢气,反应的化学方程式为

3)利用①③⑥,把铬片分别放入硫酸镁、硫酸铜溶液中,伸入硫酸镁溶液中的铬片,无明显现象,说明镁比铬活泼;伸入硫酸铜溶液中的铬片,表面析出红色固体,说明铬比铜活泼;

利用②⑤⑦,把镁片、铜片分别伸入硫酸亚铬溶液中,镁片表面析出银白色固体,说明镁比铬活泼,铜片表面无明显现象,说明铬比铜活泼。故填:①③⑥(或②⑤⑦);

拓展延伸:

步骤①中反应后的混合物一定含有CrSO4Cu,可能有H2SO4Cr中的一种;步骤②中反应后的混合物中一定存在MgSO4Cr,倒入同一烧杯中, 搅拌,能发生的反应是步骤①硫酸与步骤②Cr反应生成CrSO4。过滤,得到固体X和溶液Y

1)溶液Y中溶质的成分一定有MgSO4,一定有CrSO4,可能有H2SO4,不可能有CuSO4。故选ABC

2)过滤过程中,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗,其中玻璃棒的作用是引流。

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第一次

第二次

第三次

第四次

第五次

加入稀硫酸的质量/g

20

20

20

20

20

产生氢气的累计质量/g

0.05

0.10

m

0.20

0.20

1)上表中m的值为__________

2)计算生铁中含铁的质量分数是_________?(写出计算过程,结果精确到0.1%

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I3.0g氯酸钾和0.5 g二氧化锰粉末均匀混合加热

II3.0g氯酸钾和Xg氧化铜粉末均匀混合加热

在相同条件下比较上述两组实验产生氧气的快慢,实验IIX的值应为___________

若氧化铜可以催化氯酸钾分解,写出反应的化学方程式____________

2)乙同学探究红砖粉末是否也可以作为过氧化氢分解的催化剂

[提出问题]红砖粉末能不能做过氧化氢分解的催化剂呢?

[做出猜想]红砖粉末能做过氧化氢分解的催化剂。

[实验验证]

实验步骤

实验现象

实验结论

①将带火星的木条伸入装有过氧化氢溶液的试管中

木条不复燃

常温下过氧化氢分解速率很慢

②在上述试管中加入0.2g红砖粉末,然后将带火星的木条伸入试管中

木条复燃

__________________

③待上述试管反应停止时,重新加入过氧化氢溶液,并把带火星的木条伸入试管

在化学反应前后,红砖粉末的____________没有改变。

[实验讨论]

有同学认为:仅凭上述实验还不能证明红砖粉末能做过氧化氢分解的催化剂,还需要增加一个实验。 将实验后剩余固体提纯后称量,如果所得固体的质量等于0.2g,则说明红砖粉末可以作为过氧化氢分解的催化剂。

[实验拓展]查阅资料得知:硫酸铜、猪肝、土豆等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂。下列有关催化剂的说法中正确的是____________(填字母)

A催化剂能增加生成物的量

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