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题型:科学探究题 难度:0.4 引用次数:325 题号:18625832
某兴趣小组用铁钉与硫酸铜溶液反应验证质量守恒定律时,发现铁钉表面有气泡产生、溶液没有变成浅绿色的异常现象,请你和兴趣小组一起探究,并回答问题。
【查阅资料】1.硫酸亚铁与氧气和水能发生反应,使得溶液中的氢离子浓度增加
2溶液中氢离子浓度越大,酸性越强
(1)探究一:铁钉表面产生的是什么气体?
【做出猜想】
猜想一:二氧化硫;猜想二:氧气;猜想三:氢气。
做出猜想的依据是___________
【进行实验】
实验步骤实验现象实验结论
①小芳用手在冒气泡的试管口轻轻扇动,使少量气体进入鼻孔_______猜想一不正确
②小刚用带火星的木条伸入收集该气体的试管中木条不复燃猜想二不正确
③小明将收集该气体的试管移近酒精灯火焰,松开拇指________猜想三正确
【实验分析】
硫酸铜溶液呈酸性,溶液中含有氢离子,该气体可看成由稀硫酸与铁钉反应产生的,请用化学方程式表示该气体产生的原因___________
(2)探究二:铁和硫酸铜溶液反应的最佳条件是什么?
【实验探究】
分别用蒸馏水配置4%和2%的硫酸铜的冷、热溶液,各取5ml分别加入4支试管中,放入用砂纸打磨过的相同铁钉,比较反应现象,记录如下表:
实验编号硫酸铜溶液变为浅绿色有红色固体无气泡符合标准现象
12%硫酸铜冷溶液√较慢
22%硫酸铜热溶液√较快
34%硫酸铜冷溶液√缓慢
44%硫酸铜热溶液√较快××
①为探究反应物浓度对实验的影响,可选择实验___________进行对照(填实验编号)
②结合表格数据分析,铁和硫酸铜溶液反应的最佳条件是___________
(3)探究三:反应中溶液pH值为什么减小?
结合探究一中氢气产生的原理,兴趣小组的同学推测,随着反应的进行,溶液中氢离子浓度应该减小,pH值应该逐渐增大,于是利用如图1装置,用pH传感器测量溶液pH值的变化,同时测定了该装置中氧气含量的变化,结果如图2、图3所示,试分析溶液pH值下降的原因___________

【反思与交流】
(4)结合以上探究综合分析
①探究二中配置硫酸铜溶液的蒸馏水应该___________
②利用铁与硫酸铜反应验证质量守恒定律时,应注意___________

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【推荐1】某小组同学在实验室研究铝与氯化铜溶液的反应。
实验操作实验现象
①红色物质附着于铝片表面
②铝片表面逸出大量无色气体,放出大量的热
③烧杯底部出现红色沉淀和白色沉淀
(1)打磨铝片的目的是__________________
(2)现象①和现象③中的红色物质均为Cu,生成该物质的化学方程式为_______________
(3)经检验,现象②中的无色气体为氢气。小涛猜测可能是氯化铜溶液显酸性.并用pH试纸检验。pH试纸的使用方法是:_______________,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出该溶液的pH。测得结果pH______ 7(填“>”、“=”或“ <”),证实了小涛的猜想。
(4)小明通过查阅资料探究白色沉淀的成分,认为可能是氯化亚铜( CuCl)。
[查阅资料]
①CuCl可与浓氨水反应生成无色的Cu(NH3)2+和Cl-
②Cu( NH3)2+在空气中易被氧化变为蓝色;Cl-可与硝酸银溶液反应,产生白色沉淀。
[进行实验]
①取烧杯底部的白色沉淀,充分洗涤过滤;
③向其中加入浓氨水,沉淀溶解得到无色溶液,并分为两份;
④取其中一份无色溶液
⑤将另一份无色溶液放置于空气中
以上步骤③的实验方案是_____,步骤④的实验现象是____________
[得出结论]通过实验可以确定,该白色固体是CuCl
[反思与评价]A1和CuCl2溶液反应为什么会出现CuCl呢?
小颖猜测:可能是Cu与CuCl2溶液反应生成了CuCl。
小颖为了验证猜想,取Cu粉与15%CuCl2溶液混合,无白色沉淀产生。
(5)小颖通过分析Al与CuCl2溶液反应的实验现象,改进了实验,从而证明了Cu与CuCl2溶液反应生成了CuCl。改进之处是_________________
2020-04-06更新 | 60次组卷
科学探究题 | 较难 (0.4)
名校
【推荐2】某化学兴趣小组的同学为了比较金属R与铁、铜的金属活动性强弱,进行如下探究活动。
【进行猜想】同学们对三种金属的活动性顺序作出如下猜想:
猜想一:R>Fe>Cu;  猜想二:Fe>R>Cu;  猜想三:Fe>Cu>R
【实验探究】同学们根据实验药品和仪器,分别用下列两种方案完成探究实验。
方案主要操作主要现象实验结论
(1)将打磨好的粗细相同的R丝、铁丝分别放在酒精灯火焰上灼烧,并将铁丝趁热伸入装满氧气的集气瓶中R丝在空气中剧烈燃烧;铁丝在纯氧中才能剧烈燃烧、火星四射,生成_____金属活动性:_____
(2)_____铁丝表面附着红色固体,蓝色溶液变为浅绿色金属活动性:Fe>Cu
将打磨好的粗细相同的R丝、铁丝、铜丝分别插入体积和浓度都相同的稀盐酸中R丝表面产生气泡速率比铁丝表面产生气泡速率_____(选填“快”或“慢”),铜丝表面无气泡金属活动性:R>Fe>Cu

【表达交流】写出铁丝在氧气中燃烧的化学方程式_____
【探究结论】两种实验方案都得出猜想一正确。
【归纳总结】比较金属活动性强弱的常见方法有:
(1)金属与氧气反应的难易和剧烈程度;
(2)金属与酸溶液是否反应或反应的剧烈程度;
(3)金属与_____是否反应。
【拓展应用】利用下列五组试剂验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序,从原理上分析,可以达到实验目的的是_____
①Cu、ZnSO4溶液、Ag
②Zn、Cu、Ag、稀硫酸
③Ag、Zn、CuSO4溶液
④稀硫酸、Zn、Cu、AgNO3溶液
⑤ZnSO4溶液、Cu、AgNO3溶液
2020-10-31更新 | 31次组卷
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【推荐3】某化学兴趣小组的学生,发现金属R不在初中学到的金属活动性顺序表中,该小组为了了解R与常见金属铝、铜的金属活动性顺序,进行如下探究活动:
【作出猜想】他们考虑到铝的活动性比铜强,对三种金属的活动性顺序作出如下猜想:
猜想一:Al>Cu>R,猜想二:_______,猜想三:R> Al>Cu,
【查阅资料】R是一种银白色的金属,在R的盐溶液中只有+2价R的盐溶液呈蓝色,常温下铝的表面会形成一层致密的氧化膜;硫酸铝、氯化铝、硝酸铝的溶液均为无色。
【实验探究】为了探究哪一种猜想成立,甲、乙、丙三位同学分别针对猜想一、猜想二、猜想三设计实验方案并展开实验探究。
猜想主要操作主要现象实验结论
猜想一打磨R丝,并将其插入到硫酸铜溶液中.R丝表面覆盖了一层红色的物质.猜想一___(填“成立”或“不成立”)
猜想二打磨粗细相同的R丝、铝丝、铜丝,分别将它们插入到体积相同、溶质质量分数也相同的稀硫酸中.①R丝表面产生气泡缓慢,溶液由无色逐渐变成蓝色.②铝丝表面产生气泡较快.③铜丝表面没有气泡产生.猜想二成立.
猜想三将打磨过的铝丝插入到______溶液中.无明显现象.猜想三成立
【交流反思】究竟哪种猜想成立?三位同学经讨论交流,发现丙同学在实验前没有打磨铝丝,这可能会导致实验结论错误。于是他们先打磨铝丝,再将其插入到丙同学做实验用过的溶液中,一段时间后,溶液的颜色______;进而确认猜想三不成立,猜想二成立。
【归纳总结】探究结束后,他们总结得出:通过金属与______反应或金属与盐溶液反应可以比较金属活动性强弱。
2016-11-28更新 | 450次组卷
共计 平均难度:一般