安徽省2015中考化學(xué)考點(diǎn)拓展 物質(zhì)成分的探究

物質(zhì)成分的探究 1.（8分）鋁和氧化鐵的反應(yīng)：2Al+Fe2O3Al2O3+2e,稱為“鋁熱反應(yīng)”（如圖所示），引燃鎂條，漏斗內(nèi)的物質(zhì)熔化，鎂條燃盡，漏斗下端仍持續(xù)產(chǎn)生大量熔融物落入沙中，該熔融物可用于焊接鐵軌。 （1）實(shí)驗(yàn)中鎂條的作用是 。 氧化鐵和鋁粉都用粉末狀的，原因是 。 （2）某學(xué)習(xí)興趣小組對(duì)所得熔融物的成分進(jìn)行了探究。 【查閱資料】 ①金屬鋁不但能和酸溶液（如稀鹽酸）反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，還能和 第1題圖 強(qiáng)堿溶液（如氫氧化鈉溶液）反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。 ②Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下： 【實(shí)驗(yàn)猜想】（3）某同學(xué)推測(cè)，鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金。理由是：該反應(yīng)放熱能使鐵熔化，而鋁的熔點(diǎn)比鐵低，此時(shí)液態(tài)的鐵和鋁熔合形成鐵鋁合金。你認(rèn)為他的解釋是否合理？ (填“合理”或“不合理”)。 （4）鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 （5）請(qǐng)你根據(jù)已有知識(shí)找出一種驗(yàn)證產(chǎn)物中有Fe的最簡(jiǎn)單的方法： 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】 （6）設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，證明上述所得的熔融物中含有金屬鋁，請(qǐng)?zhí)顚懴铝斜砀瘢? 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 取少量冷卻后的熔融物于試管中，加入 熔融物中含有鋁 【答案】（1）給反應(yīng)提供熱量（1分） 增大反應(yīng)物之間的接觸面積，進(jìn)而增大反應(yīng)速率（1分） （3）合理（1分） （4）2Al＋2NaOH＋2H2O ═ 2NaAlO2＋3H2↑（2分） （5）用磁鐵吸引，若能吸附，說明有鐵生成（1分） （6）NaOH溶液（1分） 有氣泡產(chǎn)生（1分） 【解析】（1）根據(jù)題干敘述可知，引燃鎂條就是為了給反應(yīng)提供熱量；反應(yīng)物用粉末狀固體，可以增大反應(yīng)物之間的接觸面積，進(jìn)而增大反應(yīng)速率。（3）根據(jù)鋁熱反應(yīng)的條件是990℃~1550℃，高于鋁的熔點(diǎn)（660℃）和鐵的熔點(diǎn)（1535℃），所以在反應(yīng)過程中，鋁和鐵都能熔化變?yōu)橐簯B(tài)，由此可推測(cè)出熔融物中可能含有鋁和鐵。所以鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金。（4）由題給信息可知，鋁能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al＋2NaOH＋2H2O ═ 2NaAlO2＋3H2↑。（5）驗(yàn)證產(chǎn)物中有Fe的最簡(jiǎn)單的方法是用磁鐵吸引，若能吸附，說明有鐵生成。（6）根據(jù)Al與Fe的性質(zhì)不同，選擇NaOH溶液，Al能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，而鐵不反應(yīng)，并且反應(yīng)中有氣體產(chǎn)生，為較簡(jiǎn)便的檢驗(yàn)方法。 2.（8分）某興趣小組在探究金屬和鹽溶液反應(yīng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)將金屬鈉放入硫酸銅溶液中有氣泡和沉淀產(chǎn)生。為了探究生成的氣體和固體沉淀的成分及產(chǎn)生原因，同學(xué)們進(jìn)行了如下探究： 【提出問題】產(chǎn)生的氣體是什么？ 【猜想與假設(shè)】猜想一：二氧化硫； 猜想二：二氧化碳； 猜想三：氫氣。 你認(rèn)為不合理的猜想是 ，原因是 。 【查閱資料】①SO2與CO2化學(xué)性質(zhì)相似，都能與澄清石灰水反應(yīng)生成白色沉淀。②鈉是一種非常活潑的金屬，能與冷水劇烈反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na+2H2O ═ 2NaOH+H2↑。 第2題圖 【方案設(shè)計(jì)】依據(jù)上述猜想，實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案： 甲同學(xué)驗(yàn)證生成的氣體是否為SO2，他將生成的氣體通入澄清 的石灰水中，發(fā)現(xiàn) ，確定 生成的氣體不是SO2 （2） 乙同學(xué)利用如圖所示裝置驗(yàn)證生成的氣體是H2。實(shí)驗(yàn)過程中 可觀察到玻璃管中的現(xiàn)象是 ， 發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 【得出結(jié)論】猜想三正確。 【拓展延伸】鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)生成的沉淀是什么？ 【分析討論】同學(xué)們認(rèn)為鈉可能會(huì)先與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，氫氧化鈉再與硫酸銅反應(yīng)生成藍(lán)色的氫氧化銅沉淀。 （3） 丙同學(xué)提出異議：除了上述反應(yīng)，可能鈉直接與硫酸銅反應(yīng)生成紅色的單質(zhì)銅，只是藍(lán)色的氫氧化銅沉淀掩蓋了紅色的銅。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明該藍(lán)色沉淀中不含單質(zhì)銅。 實(shí)驗(yàn)步驟與現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 該藍(lán)色沉淀中不含單質(zhì)銅 （4）由上述探究，同學(xué)們認(rèn)為硫酸銅溶液可能顯 （填“酸性”、“中性”或“堿性”）。 【答案】【猜想與假設(shè)】猜想二（或二氧化碳）（1分） 反應(yīng)物中沒有碳元素（1分） 【方案設(shè)計(jì)】（1）澄清石灰水沒有變渾濁（1分） （2）黑色氧化銅粉末變成紅色，玻璃管中有水珠出現(xiàn)（1分）H2+CuOCu+H2O（2分） 【分析討論】（3）取少量藍(lán)色沉淀于試管中，加入足量的稀硫酸后充分振蕩，沉淀全部溶解（1分） （4）酸性（1分） 【解析】根據(jù)元素守恒，反應(yīng)物中沒有碳元素，則生成物中不可能含有二氧化碳；二氧化碳與二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)相似，都可以使澄清石灰水變渾濁，二氧化碳使澄清石灰水變渾濁是因?yàn)樯闪税咨恋硖妓徕}的緣故；氫氣可以與氧化銅發(fā)生置換反應(yīng)，使黑色氧化銅粉末轉(zhuǎn)化為紅色的單質(zhì)銅；要驗(yàn)證藍(lán)色沉淀中是否含有單質(zhì)銅，可加入稀硫酸，如若沉淀不完全溶解，則含有單質(zhì)銅，反之則不含；由金屬可與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，而金屬鈉可與硫酸銅溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，推斷硫酸銅溶液可能呈酸性，溶液的酸堿性可以用酸堿指示劑來(lái)確定。