中考化学复习专题13金属探究

中考化学复习专题13金属探究

金属的探究 例1 某化学小组利用如图所示装置测定铜锌合金样品中锌的质量分数(图中固定装置已略去)。探究过程如下：‎ Ⅰ.连接实验装置并检查装置气密性。‎ Ⅱ.向B中加入质量为m的铜锌合金粉末，由注射器A向B缓缓加入稀硫酸，待B中不再有气体产生气体时，夹紧弹簧夹，立即移出D中导管，准确读取并记录量筒内水的体积。‎ Ⅲ.经过滤等操作，准确称量并记录B中剩余固体物质的质量。‎ IV.该小组的甲同学根据反应前后B中固体物质的质量计算样品中锌的质量分数；乙同学认定量筒内测得水的体积即为反应生成气体的体积，并利用该气体在常温下的密度，根据化学方程式进行相关计算，得到样品中锌的质量分数。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)B中发生反应的化学方程式是________________________。‎ ‎(2)Ⅲ中，正确的操作顺序是：过滤、____________、____________、称量。‎ ‎(3)通过误差分析，化学小组发现乙同学所用数据不可靠。造成该数据不可靠的原因及其对计算结果的影响是：‎ ‎①Ⅱ中，移出D中的导管内留存有水，导致计算结果偏小。‎ ‎②________________________，导致计算结果偏____________。‎ 解析 向铜锌合金中加入稀硫酸，只有锌与稀硫酸反应，生成ZnSO4和H2，而铜与稀硫酸不反应；反应结束过滤后，滤渣表面沾有ZnSO4溶液，因此要用蒸馏水洗涤，并将滤渣干燥后再称量，以减少实验误差；稀硫酸滴入B中，占有一定体积，将B中气体排出，导致生成气体体积偏大或Zn与H2SO4反应放出热量，应等到冷却后再读出D的数据，否则导致生成气体体积偏大，以上原因都会导致计算结果偏大。↑‎ 答案 (1)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ (2)洗涤(或洗净) 干燥(或其他合理答案) (3)未考虑B中液体所占体积(或Ⅱ中未待装置B冷却就读取D的数据等合理答案) 大 例2 )小娜及学习小组的同学在老师的指导下对黄铜中铜和锌的含量及其性质展开了探究。‎ ‎【查阅资料】HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3，AgCl是一种白色沉淀，这个反应在化学上用于检验和鉴别。‎ ‎【提出问题】测定黄铜中锌、铜的质量分数。‎ ‎【实验原理及实验方案设计】(略)。‎ ‎【探究实验】1.先将黄铜在热碱液中浸泡一段时间，以除去表面的油污。然后再放在稀盐酸中浸泡片刻，其目的是_________________________。用蒸馏水清洗干净，干燥，取少量研碎，称取质量为ag。‎ ‎2.将ag试样放入小烧杯中，加入足量稀盐酸，搅拌使其充分反应。‎ ‎3.将小烧杯中的混合物过滤，_____________(请将此实验步骤补充完整)。‎ ‎4.称取固体的质量为bg。‎ ‎5.计算出黄铜中锌和铜的质量分数。‎ ‎【反思与评价】在步骤1中，若试样用蒸馏水洗涤之后，不干燥，则计算出合金中锌的质量分数将_________(填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。‎ ‎【拓展探究】1.重复【探究实验】步骤1。‎ ‎2.将ag试样放入一定量的硝酸银溶液中，使其充分反应后过滤，得到固体和蓝色滤液，并对滤液的组成进行探究。‎ ‎(1)锌和硝酸银溶液反应的化学方程式是________________________。‎ ‎(2)同学们对蓝色滤液中所含的溶质做出多种猜想，其中只有两种猜想可能成立，这两种猜想是：①溶质为硝酸锌和硝酸铜；②溶质为______________。‎ ‎(3)设计两种实验方案来验证以上猜想。‎ 方案 实验操作 实验现象 结论 方案一 取少量滤液于试管中，在滤液中插入一根铜丝 ‎________________‎ 猜想①成立 ‎________________‎ 猜想②成立 方案二 ‎_________________________‎ ‎________________‎ 猜想①成立 ‎________________‎ 猜想②成立 解析 【探究实验】1.实验中将黄铜放在稀盐酸中浸泡的主要目的是除去合金表面的氧化膜，因为稀盐酸可与金属氧化物反应生成可溶性盐酸盐(或氯化物)。3.小烧杯中的混合物是未与硫酸反应的固体铜和生成的硫酸锌溶液，过滤后可将固体铜和硫酸锌溶液分离。根据第(4)步中“称取固体的质量为bg”可推测过滤后应该进行的操作是洗涤固体铜表面残留的硫酸锌溶液并对固体铜进行干燥。【反思与评价】在步骤1中，若试样用蒸馏水洗涤之后，不干燥，会导致称取固体的质量偏大，则测出的合金中铜的质量分数偏小，而计算出的合金中锌的质量分数则偏大。【拓展探究】1.注意“重复【探究实验】步骤‎1”‎是指另取样品重新进行除油和除氧化膜，跟前面进行的【探究实验】已无关。2.(1)锌和硝酸银溶液反应生成银和硝酸锌。(2)黄铜样品的成分为铜、锌合金，根据金属活动性顺序以及金属与盐溶液的置换反应规律可知：将试样放入一定量的硝酸银溶液中，铜和锌都能与硝酸银溶液发生反应，但由于锌的活动性比铜强，所以优先发生反应的是锌。也就是说铜能否与硝酸银溶液发生反应，要根据硝酸银溶液的多少决定。根据题中信息“同学们对蓝色滤液中所含的溶质做出多种猜想”可知，既然滤液为蓝色，说明锌已经与硝酸银溶液反应完全，而铜也已经与硝酸银溶液反应生成了硝酸铜，但硝酸银是否反应完全不能确定。所以滤液中的溶质一定舍有硝酸锌、硝酸铜，可能含有硝酸银，因而这两种猜想分别是：①溶质为硝酸锌和硝酸铜；②溶质为硝酸锌、硝酸铜和硝酸银。对滤液成分的进一步探究实质是对硝酸银的进一步确定，也就是对Ag+的进一步确定。实验方案可利用Ag+与金属活动性顺序中Ag之前金属的置换反应原理设计，如利用铜丝；也可以根据Ag+与Cl－结合生成AgCl白色沉淀的原理，利用稀盐酸或可溶性氯化物溶液设计实验方案来检验。‎ 答案 【探究实验】1.除去合金表面的氧化膜(或其它合理答案) 3.洗涤、干燥 ‎ ‎【反思与评价】偏大 ‎ ‎【拓展探究】2.(1)Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag (2)②硝酸锌、硝酸铜和硝酸银(用化学式表示也可)‎ 实验操作 实验现象 结论 铜丝表面无变化 铜丝表面有银白色固体析出 取少量滤液于试管中，滴加几滴稀盐酸(或其他氯化物溶液)‎ 滤液无明显变化 生成白色沉淀 例3 中央电视台举办的“3·15”晚会，曝出某品牌金饰品掺假的事件，引起同学们的好奇。某化学兴趣小组在老师的帮助下，对几种常见金属饰品所含的金属进行了相关的探究活动。‎ ‎【提出问题】‎ ‎(1)怎样鉴别真假黄金？‎ ‎(2)怎样确定钯的金属活动性？‎ ‎【查阅资料】‎ ‎(1)假黄金通常是黄铜(Cu-Zn合金)；‎ ‎(2)钯(Pd)呈银白色，有金属光泽，可用作饰品。‎ ‎【实验药品】‎ 钯、铂(Pt)、稀盐酸、硝酸银溶液和氯化钯(PdCl2)溶液 ‎【实验探究】‎ ‎(1)鉴别黄金样品的真假 取黄金样品于试管中，滴加稀盐酸后，观察到黄金样品表面有气泡产生，该气体是_________，说明此样品为_________(选填“真”或“假”)黄金。‎ ‎(2)探究钯的金属活动性 依据生活经验，同学们猜想钯的活动性可能与银和铂相近，于是他们利用上述药品进行如下实验：‎ 实验步骤 实验现象 实验结论 把钯浸入硝酸银溶液中 ‎__________________‎ 钯的活动性比银弱 把铂浸入氯化钯溶液中 无明显现象 钯的活动性比铂____________‎ 初步得出结论：钯、银、铂的金属活动性由强到弱的顺序为__________________。‎ ‎【废液处理】‎ ‎(1)转化成沉淀。小组同学将所有液体倒入废液缸中，出现白色沉淀。写出产生该现象的化学方程式_________________________(写出一个即可)；‎ ‎(2)通过科学合理的方法进一步回收金属钯。‎ 解析 【实验探究】(1)在金属活动性顺序里，金排在氢后面，不能置换出酸中的氢，因此样品与盐酸反应产生气泡，说明此样品为假黄金，产生的气体为氢气。(2)活动性强的金属能把活动性弱的金属从它们的盐溶液里置换出来。钯的活动性比银弱，则钯不会与硝酸银溶液发生反应，即钯浸入硝酸银溶液中无明显现象；而把铂浸入氯化钯溶液中无明显现象，说明铂不与氯化钯溶液反应，则钯的活动性比铂强。【废液处理】(1)因用到的试剂有盐酸、硝酸银溶液、氯化钯溶液，硝酸银溶液可与盐酸及可溶性盐酸盐反应产生氯化银白色沉淀，据此可写出有关反应的化学方程式。‎ 答案 【实验探究】(1)氢气(或H2) 假 (2)无明显现象(或无现象或无变化均可) 强(或活泼或大均可) 银钯铂(或Ag Pd Pt或Ag＞Pd＞Pt或银＞钯＞铂均可) ‎ ‎【废液处理】(1)HCl+AgNO3═AgCl↓+HNO3[或PdCl2+2AgNO3═2AgCl↓+Pb(NO3)2]‎