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第二章第2節 金屬的化學性質培優訓練
思維導圖
知識梳理
一、置換反應
置換反應是單質與化合物反應生成另外的單質和化合物的化學反應，是化學中四大基本反應類型之一，包括金屬與金屬鹽的反應、金屬與酸的反應等。它是一種單質與一種化合物作用，生成另一種單質與另一種化合物的反應。
反應公式：
二、金屬的分類及性質
1.金屬的分類
黑色金屬：鐵、鉻、錳三種。
有色金屬：鋁、鎂、鉀、鈉、鈣、鍶、鋇、銅、鉛、鋅、錫、鉆、鎳、銻、汞、鎘、鉍、金、銀、鉑、釘、銠、鈀、餓、銥、鈹、鋰、鉚、銫、鈦、錯、釩、鈮、鉭、鎢、鑰、鎵、鋼、鉈、鍺、錸、鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、鈧、釔、釷。
常見金屬：如鐵、鋁、銅、鋅等。
稀有金屬：如鋯、鉿、鈮、鉭等。
輕金屬：密度小于4500千克/立方米，如鈦、鋁、鎂、鉀、鈉、鈣、鍶、鋇等。
重金屬：密度大于4500千克/立方米，如銅、鎳、鉆、鉛、鋅、錫、銻、鉍、鎘、汞等。
貴金屬：價格比一般常用金屬昂貴，地殼豐度低（又稱克拉克值（CLARKE value），一種表示地殼中化學元素平均含量的數值），提純困難，如金、銀及鉑族金屬。
準金屬元素：性質價于金屬和非金屬之間，如硅、硒、碲、砷、硼等。
稀有金屬：包括稀有輕金屬，如鋰、銣、銫等；
稀有難熔金屬：如鋯、鉬、鎢等；
稀有分散金屬：如鎵、鋼、鍺、鉈等；
稀土金屬：如鈧、釔、鑭系金屬；
放射性金屬：如鐳、鈁、釙及錒系元素中的軸、針等。
金屬之最：
地殼中含量最高的金屬元素——鋁；人體中含量最高的金屬元素——鈣；目前世界上年產量最高的金屬——鐵；導電、導熱性最好的金屬——銀；硬度最高的金屬——鉻；熔點最高的金屬——鎢；熔點最低的金屬一一汞；密度最大的金屬—鋨；密度最小的金屬一鋰。
2.金屬的導電性和延展性
由于金屬的電子傾向脫離，因此具有良好的導電性且金屬元素在化合物中通常帶正價電，但當溫度越高時，因為受到了原子核的熱震蕩阻礙，電阻將會變大。金屬分子之間的聯結是金屬鍵，因此隨意更換位置都可再重新建立聯結，這也是金屬伸展性良好的原因。
三、合金
合金：一種金屬與另一種或幾種金屬或非金屬經過混合熔化，冷卻凝固后得到的具有金屬性質的固體產物。
由兩種元素組成的合金統稱為“二元合金”，由三種以上元素組成的合金通稱為“多元合金”。合金的結構和性質，決定于組成合金的組分間相互作用的特性。
合金的生成常會改善元素單質的性質，例如，鋼的強度大于其主要組成元素鐵。合金的物理性質，例如密度、反應性、導電性和導熱性可能與合金的組成元素尚有類似之處，但是合金的抗拉強度和抗剪強度卻通常與組成元素的性質有很大不同。這是由于合金與單質中的原子排列有很大差異。
少量的某種元素可能會對合金的性質造成很大的影響。例如，鐵磁性合金中的雜質會使合金的性質發生變化。
不同于純凈金屬的是，多數合金沒有固定的熔點，溫度處在熔化溫度范圍間時，混合物為固液并存狀態。因此可以說，合金的熔點比組分金屬低。常見的合金中，黃銅是由銅和鋅的合金；青銅是錫和銅的合金，用于雕像、裝飾品和教堂鐘。一些國家的貨幣都會使用合金（如鎳合金）。
四、金屬的化學性質
金屬分為活性金屬和鈍性金屬兩種。根據金屬活動性順序，氫前金屬稱為活性金屬，氫后金屬就是鈍性金屬。
鉀 鈣 鈉 鎂 鋁 鋅 鐵 錫 鉛 （氫） 銅 汞 銀 鉑 金
1.氫前面的金屬能與弱氧化性強酸反應，置換出酸中的氫（濃硫酸、硝酸強氧化性強酸與金屬反應不生成氫氣）。
如：
2.活動性強的金屬能與活動性弱的金屬鹽溶液反應。
3.大多數金屬能與氧氣反應。
4.排在H前面的金屬，理論上講都能與水發生化學反應。在常溫下，鉀，鈣，鈉等能與水發生劇烈反應，鎂、鋁等能與熱水反應，鐵等金屬在高溫下能與水蒸氣反應。
5.金屬均無氧化性，但金屬離子有氧化性，活動性越弱的金屬形成的離子氧化性越強。
6.金屬都有還原性，活動性越弱的金屬還原性越弱。
（1）金屬和氧氣的反應
①鎂在常溫下能發生緩慢氧化，但在點燃情況下能發生劇烈燃燒，發出耀眼白光，放出熱量，生成白色固體。反應方程式為
②常溫下，鋁在空氣中會發生緩慢氧化，在表面生成一層致密的氧化物薄膜，可以避免鋁被進一步被氧化，因而鋁具有良好的抗腐蝕性。
③鐵在常溫下在干燥的空氣中很難與氧氣反應。常溫下在潮濕的空氣中，鐵與空氣中的氧氣和水分作用紅色疏松物質鐵銹（化學式為）。鐵在氧氣中點燃時劇烈燃燒，火星四射，放出熱量，生成一種黑色物質，反應方程式為
④銅在干燥的空氣中不與氧氣反應，在潮濕的空氣中能與氧氣、二氧化碳和水反應，所以在紅色物質表面還生成一種綠色物質，反應方程式為。
但在空氣中加熱時，銅絲表面會變黑，反應方程式為。
（2）金屬和酸的反應
①金屬能和鹽酸或稀硫酸反應，生成鹽和氫氣，反應的劇烈程度可以反映金屬的活潑性程度，也即金屬活動性。
②寫出鎂、鋅、鐵和鹽酸、硫酸反應的化學方程式：
③置換反應是指一種單質于一種化合物反應，生成另一種單質和另一種化合物的反應。
（3）金屬和鹽的溶液的反應
①寫出鋁絲和硫酸銅溶液、銅絲和硝酸銀溶液反應的化學方程式并簡述反應現象：
A.鋁絲和硫酸銅溶液反應：化學方程式：。現象：鋁絲表面有紅色物質析出，溶液由藍色變成無色。
B.銅絲和硝酸銀反應：化學方程式：。現象：銅絲表面有銀白色物質析出，溶液由無色變成藍色
五、金屬的冶煉
金屬冶煉是把金屬從化合態變為游離態的過程。用碳、一氧化碳、氫氣等還原劑與金屬氧化物在高溫下發生還原反應，獲得金屬單質。
冶煉原理
1.還原法：金屬氧化物（與還原劑共熱）→游離態金屬。
2.置換法：金屬鹽溶液（加入活潑金屬）→游離態金屬。
3.電解法：熔融金屬鹽（電解）→游離。
例題精講
一、置換反應
【例】置換反應是化學反應的基本類型之一。
（1）金屬與金屬的化合物溶液之間的置換反應，一般是活動性較強的金屬可把活動性較弱的金屬從其鹽溶液中置換出來，如銅和硝酸銀溶液反應，其化學方程式為________________________________。
（2）非金屬單質也具有類似金屬與金屬的化合物溶液之間的置換反應規律，即活動性較強的非金屬可把活動性較弱的非金屬從其金屬的化合物溶液中置換出來，如在溶液中可發生下列反應：
;；，由此可判斷：
①S、、、活動性由強到弱順序是________________。
②下列化學方程式書寫錯誤的是________。
A. B.
C. D.
二、合金的物理性質和化學性質
【例1】合金是由兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質。一般來說，合金的熔點低于其中任何一個組成金屬的熔點。下表是一些金屬熔點的數據。
金屬 銅 鋅 錫 鉛 鉍 鎘
熔點/℃ 1083 419.6 231.9 327.5 271.3 320.9
（1）鉛錫合金中某種金屬的質量分數與合金的熔點有如圖1所示的關系，其中橫坐標表示的是錫的質量分數；當合金熔點最低時，合金中鉛與錫的質量比為________。
（2）保險絲由鉍、鉛、錫、鎘等金屬組成，其熔點約為________。
A.20~40℃ B.60~80℃
C.230~250℃ D.300~320℃
（3）青銅器的主要成分是銅錫合金。嶄新的青銅器呈土黃色。當青銅器長期埋在地下，逐漸形成了綠色的銅綠[主要成分]，從其化學式可知，銅綠是銅與________（填物質的化學式）長期作用的結果。
【例2】已知：（溶于水）。將5.1g鎂鋁合金溶于29.4%100g硫酸溶液中，合金完全溶解后加入26%100g氫氧化鈉溶液，得到沉淀的質量為9.7g，繼續滴加氫氧化鈉溶液時沉淀會減少，則反應中生成氣體的質量為（ ）。
A.2g B.1g C.0.5g D.0.25g
【變式訓練1】鐵和鐵合金是生活中常用的材料，下列說法中正確的是（ ）。
A.不銹鋼是鐵合金，只含金屬元素
B.生鐵的含碳量比鐵低
C.鐵與鹽酸反應，鐵合金不與鹽酸反應
D.鐵合金的熔點低于鐵的熔點
【變式訓練2】制取合金常用的方法是將兩種或多種金屬（或非金屬）加熱到某一定溫度，使其全部熔化，再冷卻成為合金。根據下表中的數據判斷（其他條件均滿足），下列合金不宜采用上述方法制取的是（ ）。
金屬 Na Mg Al Cu Fe
熔點/℃ 97.5 649 660 1083 1535
沸點/℃ 1883 1090 2467 2567 2750
A.Fe—Cu合金 B.Mg—Fe合金 C.Na—Al合金 D.Fe—Al合金
【變式訓練3】鎢是熔點最高的金屬，是重要的戰略物資，廣泛用于鋼鐵工業、電真空照明材料等方面。鎢在自然界主要以鎢（+6價）酸鹽的形式存在。有開采價值的鎢礦石是白鎢礦和黑鎢礦。黑鎢礦的主要成分是鐵和錳的鎢酸鹽，化學式常寫成、。黑鎢礦傳統冶煉工藝的第一階段是堿熔法（如圖2，已知鎢酸是一種難溶性強酸、對熱不穩定）。
其中A、B、C都是鎢的化合物。
（1）寫出A的化學式：A________；寫出生成B的化學方程式：________________；由產品C得到高純度的鎢，應該用做還原劑，寫出用還原三氧化鎢的化學方程式：____________________________________________。
（2）目前，冶煉拉制鎢絲的金屬鎢，都用組成為非整比的鎢氧化物為原料，這種氧化鎢中存在五價和六價兩種價態的鎢。試確定組成為的氧化鎢中這兩種價態的鎢原子數之比等于________。
三、金屬和酸反應制取氫氣
1.金屬能和鹽酸或稀硫酸反應，生成鹽和氫氣，反應的劇烈程度可以反映金屬的活潑性程度，也即金屬活動性。
2.寫出鎂、鋅、鐵和鹽酸、硫酸反應的化學方程式：
3.制氫氣坐標圖
從圖像上看生成氫氣的多少，只需看線高低，線越高表示生成氫氣越多，線越低表示生成氫氣越少；通過曲線的斜率來判斷金屬的活動性，斜率越大，反應的速率越快，則金屬的活動性越強。
情況一、將相同質量鐵、鋅、鎂、鋁分別投人足量的稀鹽酸中，則產生氣體質量由多到少的順序是________；產生氫氣的速率由快到慢的順序是________。
情況二、將足量鐵、鋅、鎂、鋁分別投入一定量的稀鹽酸中的圖像
情況三、質量相等的鎂、鋁、鋅、鐵四種金屬分別與足量的硫酸溶液反應，產生氫氣的質量與四種金屬質量的關系圖像（縱坐標是氫氣，橫坐標是金屬的質量或酸的質量）
（1）金屬不足，酸過量，看效率比
等質量的Na、Mg、Al、Zn、Fe和等質量等濃度且過量的稀硫酸反應（Na本質是和水反應產生氫氣），比較生成氫氣的質量和速率，完成下表。（提示：假設金屬質量均為1克，稀硫酸中溶質質量98克）
核心：酸過量，金屬用完，金屬效率比等于化合價除以相對原子質量。
產生氫氣質量公式： 口訣：“旅美拿鐵芯”
Na、Mg、Al、Zn、Fe
產生氫氣的質量由大到小排列
產生氫氣的速率由大到小排列
【例】等質量的鋅、鐵兩種金屬與足量的鹽酸反應，生成氫氣的質量與時間的關系如圖4所示，則下列說法正確的是（ ）。
A.甲是金屬鐵，乙是金屬鋅
B.生成氫氣的質量是甲小于乙
C.甲金屬的活動性比乙強
D.參加反應的鹽酸的質量一定相等
【變式訓練】向等質量的Mg、A1、Zn、Fe（假設均為1克）中加入等質量等濃度且過量的稀硫酸，產生氫氣的質量隨時間變化的曲線是（ ）。
（2）金屬過量，酸不足，看酸中氫元素量
等質量且過量的Mg、Al、Zn、Fe和等質量等濃度的稀硫酸反應，比較生成氫氣的質量和速率，完成下表。（提示：假設金屬質量均為100克，稀硫酸中溶質質量98克）
核心：金屬過量，酸用完
Mg、Al、Zn、Fe
產生氫氣的質量由大到小排列 酸中的氫都被置換成氫氣
產生氫氣的速率由大到小排列
【例】一定量的金屬甲與乙分別放入等質量、等濃度的稀硫酸中。充分反應后，放出的氫氣質量與時間關系如圖6所示，則下列判斷正確的是（ ）。
A.金屬活動性：甲<乙
B.相對原子質量：甲>乙
C.金屬消耗的鹽酸質量：甲=乙
D.若甲是鋅，乙是鐵，則參加反應的甲、乙質量比為56:65
【變式訓練1】已知鈉與水反應的化學方程式為：。
質量均為mg的鈉、鎂、鋅三種金屬分別與25g質量分數為19.6%的稀硫酸反應。
（1）由于金屬的量不確定，產生的氫氣的質量大小有多種可能（不考慮鎂與水的反應），如鎂、鋅產生氫氣的質量相同且都小于鈉產生的氫氣質量的情況表示為。請按以上表示，寫出所有可能情況：________________________。
（2）試確定，當產生的氫氣的質量大小為時，m的取值范圍________。
（3）時，Zn與酸反應產生的質量與金屬質量（m）的關系如圖7.請在圖中再畫出鈉和鎂二種金屬分別與酸反應產生的質量與金屬質量（m）的關系圖線。（在圖線上用元素符號注明）
【變式訓練2】現有鋁，鋅，鐵，鎂四種金屬，任取其中兩種混合物共15g與足量稀鹽酸反應，正好生成1g氫氣，則該混合物的組成最多有（ ）種。
A.2 B.3 C.4 D.6
四、幾種特殊的制取氫氣方法
（煤改氣）
【例1】已知某鋁合金的成分除鋁外，還含有鐵、銅中的一種或兩種。某化學興趣小組對合金中鐵、銅的存在情況進行如下探究。
查閱資料：鋁與氫氧化鈉溶液反應，生成偏鋁酸鈉（）與水，反應的化學方程式為：
，鐵、銅不與氫氧化鈉溶液反應。
猜想：猜想一：該合金中除鋁外，還含有鐵。
猜想二：該合金除鋁外，還含有銅。
·猜想三：該合金除鋁外，還含有銅鐵。
實驗探究：該小組同學進行了如下實驗。請你完成下表，寫出他們所用的試劑和實驗現象。
實驗步驟 實驗現象 結論或解釋
①將適量的合金粉末置于燒杯中，加入過量的________，充分反應。 ________________ 除去合金金粉中的鋁
②將步驟①所得物質過濾，再向濾液渣中加入過量的________，充分反應。 ________________ 猜想三成立
反思交流：根據金屬活動性得知，鋁的化學性質比較活潑，但是日常生活中使用的鋁制品卻耐腐蝕，原因是_______________________________________。
【例2】鋁鎂合金因密度小、強度高、剛性好等特點，在人類生活中應用廣泛。某興趣小組的同學對編號為①、②的兩種鋁鎂合金樣品進行了如下實驗。
已知：鎂能與酸反應，但不能與堿溶液反應；鋁既能與酸反應，又能與氫氧化鈉等堿溶液反應，化學方程式為：，溶液與二氧化碳反應能產生氫氧化鋁沉淀，后者經過濾、洗滌、灼燒后生成相應氧化物。
（1）取質量為的樣品①和過量的氫氧化鈉溶液反應，然后過濾；再向濾液中通入過量的二氧化碳氣體，將所得沉淀過濾、洗滌、烘干、灼燒，所得固體的質量仍為。
求樣品①中鋁的質量分數。
（2）取不同質量的樣品②分別和30g相同濃度的鹽酸反應，所取合金質量與產生氣體體積（氣體的密度為0.0893g/L）如下表所示：
實驗序號 a b c
合金質量/mg 510 765 918
氣體體積/mL 560 672 672
求：①鹽酸中溶質的質量分數。
②合金中鋁鎂的質量比。
五、天平問題
解有關天平題的基本思路是：進入燒杯的物質的質量與離開燒杯（主要以氣體形式離開）的物質的質量之差就是燒杯內反應前后增加的質量。若左右燒杯中增加的質量相等，天平平衡；不等時，天平發生傾斜，向增加質量大的一邊傾斜。
【例】如圖8所示，在已調平的托盤兩邊各放一只等質量的燒杯，再向燒杯中各倒入質量相等、質量分數也相等的稀硫酸，然后在左盤的燒杯中放入agZn的粉末，同時在右盤的燒杯中放入agAl的粉末。完全后，觀察到左、右兩只燒杯中的粉末均無剩余。則從開始到結束的整個過程中，指針指向的變化是（ ）。
A.始終向左偏 B.始終向右偏
C.先向右偏，后向左偏 D.先向左偏，后向右偏
【變式訓練1】在托盤天平兩邊各放一只燒杯，調節至平衡。在兩只燒杯里注入相同體積、相同質量分數的足量稀鹽酸，然后分別向左右兩燒杯中加入質量相等的鐵和金屬A。有氣體產生時，天平指針慢慢向左偏轉（如圖9A）；指針偏轉到一定角度后，又慢慢向右偏轉；反應結束后，天平指針指向右端（如圖9B）。則天平右端加入的金屬A可能是（ ）。
A.Zn
B.Mg
C.Cu
D.Al
【變式訓練2】在杠桿的兩端分別掛著質量和體積都相同的鐵球和鋁球，這時杠桿平衡。將兩球分別浸沒在質量相同、溶質的質量分數也相同的稀硫酸中（如圖10），直至兩個燒杯中均沒有氣泡產生為止。兩球的外形變化不大且無孔洞出現。下列推測中，正確的是（ ）。
A.鐵球一定是實心的
B.拿掉燒杯后，杠桿仍然平衡（金屬球上附著的液體忽略不計，下同）
C.拿掉燒杯后，要想使杠桿平衡，支點應向N移動
D.拿掉燒杯后，要想使杠桿平衡，支點應向M移動
六、金屬與鹽的反應
【例】向一定質量和的混合溶液中加入Zn，溶液質量與加入Zn的質量關系如圖11所示。下列說法正確的是（ ）。
A.取a點溶液，滴加稀鹽酸，無白色沉淀
B.b點溶液中溶質只有
C.若取b~c段固體，滴加稀鹽酸，無氣泡產生
D.取d點的固體有2種
【變式訓練1】繼黃金、白金之后，鈀金（Pd）首飾在市場上悄然興起。為了獲得鈀金，取17.7%的溶液100g，加入10.0g鐵粉使其充分反應得鈀金和鐵的氯化物。經分析所得鈀金的質量為10.6g，未反應的鐵粉質量為4.4g。下列說法正確的是（ ）。
A.生成鐵的氯化物質量為12.7g B.生成鐵的氯化物質量為16.25g
C.生成鐵的氯化物為和 D.生成鐵的氯化物為
【變式訓練2】已知一銅、鋅合金粉末，加入溶液中，如果過濾后得到的固體中物質的種類為a，濾液中溶質的種類為b，則下列說法正確的是（ ）。
A.若向固體中滴加稀鹽酸，有氣泡產生，則
B.若，則濾紙上一定有Ag和Cu，濾液中一定含有和
C.若溶液呈藍色，則
D.若，則濾液中可能含
七、金屬資源的利用和保護
1.地球上的金屬資源除少數不活潑的金屬如金、銀等有單質形式存在外，其余都以化合物形式存在。
2.工業上把能用來提煉金屬的礦物叫作礦石。常見的礦石有赤鐵礦（主要成分是）、磁鐵礦（主要成分是）、黃鐵礦（主要成分是）、菱鐵礦（主要成分是）、黃銅礦（主要成分是）、輝銅礦（主要成分是）、鋁土礦（主要成分是）等。
3.煉鐵的過程
（1）早在春秋戰國時期，我國就開始生產和使用鐵器。濕法制銅
（2）煉鐵的原料是：鐵礦石、焦炭、石灰石。
（3）煉鐵的原理是：在高溫下，利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石石里還原出來。
（4）煉鐵原理用化學方程式表示為：。
（5）在實際生產時，所用的原料和產物一般都含有雜質，因此在計算用料和產量時應考慮雜質問題。純物質質量=含雜質物質質量×純度。
4.一氧化碳還原氧化鐵的實驗
（1）實驗裝置如圖12所示：
（2）實驗現象：在此實驗中可以看到硬質玻璃管中紅色物質變成黑色，試管中的澄清石灰水變渾濁，導氣管末端有藍色火焰。
（3）在實驗中應先通入一會兒一氧化碳，再加熱，原因是防止一氧化碳混入空氣而引發爆炸；實驗結束后應先停止加熱，然后繼續通一氧化碳一直到玻璃管冷卻，主要是為了防止被還原的鐵被氧化。
5.鐵制品銹蝕的過程其實是鐵與空氣中的氧氣、水等發生化學反應的過程。生成物鐵銹的主要成分是。
6.防銹的原理是破壞鐵制品銹蝕的條件，就能防止鐵制品銹蝕。方法有物理方法，如刷漆、涂油；化學方法有鍍膜、烤藍等。
7.保護金屬資源的有效途徑是防止金屬腐蝕、回收利用廢舊金屬、有計劃合理的開采礦物、尋找金屬的替代品等。
【例1】工業鐵紅的主要成分是，還含有少量的FeO、。為了測定鐵紅中鐵的質量分數，興趣小組的同學進行了如下的實驗，請你參與過程分析。
資料1：草酸晶體（）在濃硫酸作用下受熱分解，化學方程式為：
（1）下列可用作草酸分解制取氣體的裝置是________（填字母編號）
問題討論：用圖14所示裝置進行實驗：
（2）實驗前應先________________。
（3）進入D中的氣體是純凈、干燥的CO，則A、C中的試劑依次是________、________（填字母編號）
a.濃硫酸 b.澄清石灰水 c.氫氧化鈉溶液
（4）B裝置的作用是________________________。
（5）對D裝置加熱前和停止加熱后，都要通入過量的CO，其作用分別是：①加熱前________。停止加熱后________。
（6）寫出D裝置中所發生反應的一個化學方程式_______________________。
資料2：鐵的常見氧化物中鐵的質量分數：
鐵的氧化物 FeO
鐵的質量分數 77.8% 70.0% 72.4%
（7）稱取鐵紅樣品10.0g，用上述裝置進行實驗，測定鐵紅中鐵的質量分數。
①D中充分反應后得到Fe粉的質量為mg，則________________。
②實驗前后稱得E裝置增重6.6g，則此鐵紅中鐵的質量分數是________。
實驗反思：
反思1：本實驗中如果缺少C裝置（不考慮其他因素），則測得樣品中鐵的質量分數會________（填“偏小”“不變”或“偏大”）。
反思2：請指出“問題討論”中實驗裝置的一個明顯缺陷___________________。
【例2】甲、乙兩位同學查閱資料知：和CO兩種氣體均具有可燃性和還原性。他們想對的還原性進行研究，設計了以下裝置（假設藥品都是足量的）
（1）甲同學對還原CuO的產物提出了以下假設：
假設1：Cu、CO、；假設2：Cu、CO、
假設3：Cu、、；假設4：Cu、CO、、
其中假設________不合理。
（2）為了判斷其他幾種假設的合理性，甲同學設計了以下幾個實驗步驟：
①通入；②停止通；③點燃酒精燈加熱；④停止加熱，乙同學認為還缺少一個步驟，缺少的步驟是⑤________，其合理的操作順序是（填序號）________。若將合理操作中順序中的第2步和第3步交換順序，造成的后果是______________，實驗過程中能觀察到的現象是____________________________。
（3）實驗過程中記錄的實驗數據如下：
A B C
實驗前裝置的質量 150 156.6 256.8
實驗后裝置的質量 147.2 158.4 257.9
由以上數據可推測，假設________合理，相應的化學方程式為：________________。
【變式訓練1】甲同學設計了如圖16實驗裝置，驗證一氧化碳的部分性質并驗證產物。實驗時，在點燃B處酒精燈之前先通一氧化碳排除裝置中的空氣，然后繼續實驗。
（1）B中反應的化學方程式是________________________，該反應的還原劑是________。
（2）實驗過程中，C中的現象是________________________，反應的化學方程式
是________________________。D處點燃的目的是________________。
（3）對該實驗的分析正確的是________（選填編號）。
a.實驗結束時應先熄滅B處酒精燈；
b.C中增加的質量與B中固體減小的質量相等；
c.反應結束后繼續通入一氧化碳的目的是防止銅被氧化。
【變式訓練2】氨氣是一種有強烈刺激性氣味的氣體，不宜直接排放到大氣中。實驗室用氨氣還原氧化銅的方法測定銅的相對原子質量。已知：
試回答：
（1）如果選用測定反應物CuO和生成物的質量[，]，請用圖17中的儀器設計一個簡單的實驗方案。
①儀器連接的順序（用字母編號表示，儀器可重復使用）________________；
②列出計算Cu的相對原子質量的表達式________________；
③下列情況將使測定結果偏大的是________。
A.CuO未全部還原為Cu B.CuO受潮
C.CuO中混有Cu
（2）如果仍采用上述儀器裝置，其他方案可選用測定的物理量有________。
A.和 B.和
C.和 D.和

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