Question

8．化學(xué)活動(dòng)課上同學(xué)們對(duì)金屬的性質(zhì)及合金的成份進(jìn)行了探究，請(qǐng)你參與．
（1）取等質(zhì)量的金屬，分別加入足量稀硫酸，完成如表四組實(shí)驗(yàn)．

藥品/序號(hào)	A	B	C	D
金屬	銅粉	鋅粉	鋅粉	鎂粉
稀硫酸	9.8%硫酸	19.6%硫酸	9.8%硫酸	9.8%硫酸

①寫出實(shí)驗(yàn)中一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑或Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑．
②根據(jù)表中ACD實(shí)驗(yàn)（選填序號(hào)），即可判斷Mg、Cu、Zn三種金屬的活動(dòng)性順序．
（2）探究合金的成份，某合金可能由Mg、Cu、Zn、Al四種金屬中的兩種組成．
[提出問題]合金由哪兩種金屬組成？
[實(shí)驗(yàn)探究]①取該合金m₁g，在足量氧氣中反應(yīng)，生成固體質(zhì)量為m₂g，m₁和m₂的關(guān)系如圖所示，則（m₁-m₂）g表示的意義是參加反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量．
②再向m₂g的固體中加入稀硫酸，微熱，固體全部溶解，得溶液M，繼續(xù)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，補(bǔ)充完成內(nèi)容．

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論和化學(xué)方程式
向M中加入ag鐵粉、攪拌		化學(xué)方程式：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑ M中的溶質(zhì)：CuSO4、H2SO4
過濾，把所得固體洗滌、干燥，稱其質(zhì)量也為ag，并向此固體中加入稀硫酸	無(wú)明顯現(xiàn)象

[分析結(jié)論]③若m₁=4，m₂=7.2，結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)分析，合金的成份是銅和鋁．
（3）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)總結(jié)金屬的化學(xué)性質(zhì)金屬能與酸反應(yīng)，能與氧氣反應(yīng)，金屬還能與某些鹽反應(yīng)．

Answer 1

分析 根據(jù)金屬的性質(zhì)進(jìn)行分析解答，在金屬活動(dòng)性順序中，氫前的金屬能與酸反應(yīng)生成氫氣，位置在前的金屬能將位于其后的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)；某些金屬能與氧氣反應(yīng)生成金屬氧化物，根據(jù)反應(yīng)前后的質(zhì)量確定金屬的類別，據(jù)此解答．

解答 解：（1）①鋅能與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，鎂能與硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂和氫氣，故填：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑或Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑；
②要比較金屬的活動(dòng)性順序，可以依據(jù)金屬能否與酸反應(yīng)以及與酸反應(yīng)的劇烈程度，需要控制金屬的質(zhì)量、酸的類別、酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及金屬與酸的接觸面積，故選擇ACD三組實(shí)驗(yàn)即可，故填：ACD；
（2）①取該合金m₁g，在足量氧氣中反應(yīng)，生成固體質(zhì)量為m₂g，則是生成的氧化物的則是，故根據(jù)圖示可以看出，（m₁-m₂）g表示的是參加反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量，故填：參加反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量；
②加入鐵粉以后得到的固體中加入稀硫酸，沒有現(xiàn)象，說明該金屬不能與稀硫酸反應(yīng)，故是銅，也就是說將鐵粉加入M中，鐵能與其中含有的硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，故會(huì)觀察到有紅色固體析出；
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
56                            64
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56
根據(jù)該反應(yīng)的化學(xué)方程式可以看出，若只是鐵與硫酸銅反應(yīng)，反應(yīng)后固體質(zhì)量增加，故不可能是鐵只與硫酸銅反應(yīng)，必然有一部分鐵會(huì)與硫酸反應(yīng)，故M中的溶質(zhì)含有硫酸和硫酸銅，故填：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論和化學(xué)方程式
向M中加入ag鐵粉、攪拌	有紅色固體析出，有氣泡產(chǎn)生	化學(xué)方程式：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑ M中的溶質(zhì)：CuSO4、H2SO4
過濾，把所得固體洗滌、干燥，稱其質(zhì)量也為ag，并向此固體中加入稀硫酸	無(wú)明顯現(xiàn)象

③若m₁=4，m₂=7.2，則參加反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量為：7.2g-4g=3.2g，設(shè)假設(shè)4g金屬全部是銅，則生成氧化銅的質(zhì)量為：
2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO
128             160      
4g               5g
假設(shè)參加反應(yīng)的金屬全部是鎂，則生成氧化鎂的質(zhì)量為：
2Mg+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO
48                   80
4g                   6.7g
假設(shè)參加反應(yīng)的金屬全部是鋅，則生成氧化鋅的質(zhì)量為：
2Zn+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2ZnO
130             162
4g                5g
假設(shè)參加反應(yīng)的金屬全部是鋁，則生成氧化鋁的質(zhì)量為：
4Al+3O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2Al₂O₃
108                  204
4g                       7.6g
由于生成的氧化物的質(zhì)量是7.2g，根據(jù)近似平均值，可以看出，另一種金屬是鋁，故合金的成分是銅和鋁，故填：銅和鋁；
（3）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)探究過程可以看出，金屬能與酸反應(yīng)，能與氧氣反應(yīng)，金屬還能與某些鹽反應(yīng)，故填：金屬能與酸反應(yīng)，能與氧氣反應(yīng)，金屬還能與某些鹽反應(yīng)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查的是金屬性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究，完成此題，可以依據(jù)已有的金屬的性質(zhì)以及物質(zhì)間反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、化學(xué)方程式的計(jì)算進(jìn)行．