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安徽省中考化学考点拓展 物质成分的探究

物质成分的探究
1.(8分)铝和氧化铁的反应:2Al+Fe2O 3Al2O3+2e,称为“铝热反应”(如图所示),引燃镁条,漏斗内的物质熔化,镁条燃尽,漏斗下端仍持续产生大量熔融物落入沙中,该熔融物可用于焊接铁轨。

(1
)实验中镁条的作用是。

氧化铁和铝粉都用粉末状的,原因是。

(2)某学习兴趣小组对所得熔融物的成分进行了探究。

【查阅资料】
①金属铝不但能和酸溶液(如稀盐酸)反应产生氢气,还能和第1题图
强碱溶液(如氢氧化钠溶液)反应产生氢气。

②Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如下:
【实验猜想】(3)某同学推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。

理由是:该反应放热能使铁熔化,而铝的熔点比铁低,此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。

你认为他的解释是否合理?(填“合理”或“不合理”)。

(4)铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为。

(5)请你根据已有知识找出一种验证产物中有Fe的最简单的方法:
实验验证】
(6)设计一个简单的实验方案,证明上述所得的熔融物中含有金属铝,请填写下列表格:实验步骤实验现象实验结论
取少量冷却后的熔融物于试管
中,加入
熔融物中含有铝【答案】(1)给反应提供热量(1分)增大反应物之间的接触面积,进而增大反应速率(1分)(3)合理(1分)(4)2Al+2NaOH+2H2O ═2NaAlO2+3H2↑(2分)(5)用磁铁吸引,若能吸附,说明有铁生成(1分)(6)NaOH溶液(1分)有气泡产生(1分)
【解析】(1)根据题干叙述可知,引燃镁条就是为了给反应提供热量;反应物用粉末状固体,可以增大反应物之间的接触面积,进而增大反应速率。

(3)根据铝热反应的条件是990℃~1550℃,高于铝的熔点(660℃)和铁的熔点(1535℃),所以在反应过程中,铝和铁都能熔化变为液态,由此可推测出熔融物中可能含有铝和铁。

所以铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。

(4)由题给信息可知,铝能与氢氧化钠溶液反应产生氢气,根据质量守恒定律,反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O ═ 2NaAlO2+3H2↑。

(5)验证产物中
有Fe的最简单的方法是用磁铁吸引,若能吸附,说明有铁生成。

(6)根据Al与Fe的性质不同,选择NaOH溶液,Al能和氢氧化钠溶液反应,而铁不反应,并且反应中有气体产生,为较简便的检验方法。

2.(8分)某兴趣小组在探究金属和盐溶液反应时,发现将金属钠放入硫酸铜溶液中有气泡
和沉淀产生。

为了探究生成的气体和固体沉淀的成分及产生原因,同学们进行了如下探究:【提出问题】产生的气体是什么?
【猜想与假设】猜想一:二氧化硫;猜想二:二氧化碳;猜想三:氢气。

你认为不合理的猜想是,原因是。

【查阅资料】①SO2与CO2化学性质相似,都能与澄清石灰水反应生成白色沉淀。

②钠是一种非常活泼的金属,能与冷水剧烈反应,反应的化学方程式为2Na+2H2O ═2NaOH+H2↑。

【方案设计】依据上述猜想,实验小组同学分别设计了如下实验方案:
甲同学验证生成的气体是否为SO2,他将生成的气体通入澄清
的石灰水中,发现,确定
生成的气体不是SO2
(2)乙同学利用如图所示装置验证生成的气体是H2。

实验过程中
可观察到玻璃管中的现象是,
发生反应的化学方程式为。

【得出结论】猜想三正确。

【拓展延伸】钠与硫酸铜溶液反应生成的沉淀是什么?
【分析讨论】同学们认为钠可能会先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠再与硫酸铜反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀。

(3)丙同学提出异议:除了上述反应,可能钠直接与硫酸铜反应生成红色的单质铜,只是蓝色的氢氧化铜沉淀掩盖了红色的铜。

请设计实验证明该蓝色沉淀中不含单质铜。

实验步骤与现象实验结论
该蓝色沉淀中不含单质铜
(4)由上述探究,同学们认为硫酸铜溶液可能显(填“酸性”、“中性”或“碱性”)。

【答案】【猜想与假设】猜想二(或二氧化碳)(1分)反应物中没有碳元素(1分)【方案设计】(1)澄清石灰水没有变浑浊(1分)(2)黑色氧化铜粉末变成红色,玻
璃管中有水珠出现(1分)H2+CuO
Cu+H2O(2分)
【分析讨论】(3)取少量蓝色沉淀于试管中,加入足量的稀硫

后充分振荡,沉淀全部溶解(1分)(4)酸性(1分)
【解析】根据元素守恒,反应物中没有碳元素,则生成物中不可能含有二氧化碳;二氧化碳与二氧化硫的化学性质相似,都可以使澄清石灰水变浑浊,二氧化碳使澄清石灰水变浑
第2题图
浊是因为生成了白色沉淀碳酸钙的缘故;氢气可以与氧化铜发生置换反应,使黑色氧化铜粉末转化为红色的单质铜;要验证蓝色沉淀中是否含有单质铜,可加入稀硫酸,如若沉淀不完全溶解,则含有单质铜,反之则不含;由金属可与酸反应产生氢气,而金属钠可与硫酸铜溶液反应产生氢气,推断硫酸铜溶液可能呈酸性,溶液的酸碱性可以用酸碱指示剂来确定。

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