資源簡介

實驗整合練　常見金屬及其化合物相關的實驗
實驗1　驗證型實驗
1.鐵是人體必需的微量元素,下面是一種常見補鐵藥品說明書中的部分內容:該藥品含Fe2+ 33%~36%,不溶于水但能溶于人體中的胃酸;與維生素C同服可增加本品吸收。某同學設計了以下實驗檢測該補鐵藥品中是否含有Fe2+并探究維生素C的作用:
以下說法不正確的是 (　　)
A.試劑1為HCl溶液,目的是溶解藥片
B.加入KSCN溶液后溶液變為淡紅色,說明溶液中有少量Fe3+
C.加入維生素C后溶液紅色褪去,說明維生素C具有一定的氧化性
D.可用雙氧水替換新制氯水進行實驗
2.(經典題)用一張已除去表面氧化膜的鋁箔緊緊包裹在試管外壁,將試管浸入硝酸汞溶液中,片刻取出,然后置于空氣中,不久鋁箔表面生出“白毛”,紅墨水柱右端上升。根據實驗現象判斷下列說法錯誤的是 (　　)
A.實驗中發生的反應都是氧化還原反應
B.鋁是一種較活潑的金屬
C.鋁與氧氣反應放熱
D.鋁片上生成的“白毛”是氧化鋁和氧化汞的混合物
實驗2　探究型實驗
3.興趣小組在課外實驗中意外發現:將鎂條放入Na2CO3溶液中,快速產生較多氣泡,有白色沉淀生成,小組同學對此進行了系列探究活動。
探究Ⅰ:反應產生的氣體是什么
【作出猜想】
(1)小組同學經查閱資料和討論,根據化學變化過程中元素不變,且反應物中含有　　　　三種元素,作出如下猜想:
①氫氣;②二氧化碳;③氫氣和二氧化碳。
【實驗1】取適量鎂條、100 mL Na2CO3溶液于反應裝置A中,按如圖1所示方案進行實驗,B中澄清石灰水不變渾濁;C處氣體燃燒,燒杯內壁有水珠。說明猜想①正確。
圖1
(2)反應裝置A應選用圖2中的　　　　(填字母)。
圖2
(3)小組同學討論認為,上述實驗中“燒杯內壁有水珠”作為“反應產生的氣體是氫氣”的證據不可靠。為使這一證據可靠,且仍能一次性地驗證三個猜想,只需在圖1所示方案的基礎上加以改進完善。你的改進方案是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
探究Ⅱ:快速產生氣體的原因是什么
【查閱資料】鎂與水緩慢反應生成氫氣;Na2CO3溶液顯堿性,其溶液中除Na+、C外,還有OH-。
【作出猜想】可能是Na2CO3溶液中的某一種離子促進了鎂與水的反應。
【實驗2】按圖3所示方案進行實驗。G、I中緩慢產生氣泡,H中快速產生較多氣泡,說明是C而不是Na+、OH-促進了鎂與水的反應。
圖3
(4)G中實驗的作用是　　　　。
(5)試劑X是　　　　溶液。
探究Ⅲ:反應產生的白色沉淀中是否含有MgCO3
【實驗3】取實驗1反應生成的沉淀于試管中,加入試劑Y,根據實驗現象說明白色沉淀中含有MgCO3。
(6)試劑Y為　　　　,實驗操作及現象為　　　　　　　　　　,寫出MgCO3與試劑Y反應的化學方程式:　　　　　　　　　　。
反思交流與結論:Mg與Na2CO3溶液反應產生氫氣,白色沉淀中含有MgCO3,Na2CO3溶液中C促進了鎂與水的反應。
4.草酸亞鐵不溶于水,可用于制藥工業。草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O)呈淡黃色,可用作照相顯影劑。某化學活動小組分別設計了相應裝置進行實驗。回答下列問題:
Ⅰ.制備草酸亞鐵晶體(裝置如圖所示):
(1)盛放稀硫酸的儀器名稱為　　　　;植物油的作用是　　　　。
(2)實驗過程中,制備草酸亞鐵的具體操作是　　　　　　　　　。
(3)檢驗草酸亞鐵晶體已洗凈的操作方法為　　　　　。
Ⅱ.草酸亞鐵晶體熱分解產物的探究:
A B C
D　E
(4)按照氣流從左到右的方向,上述裝置的連接順序為　　　　　　　　　　　→尾氣處理裝置(填圖中字母,裝置可重復使用)。
(5)實驗結束后,C中黑色固體變為紅色,B中澄清石灰水變渾濁,D中無水硫酸銅變為藍色,A中反應管中殘留FeO,則A處反應管中發生反應的化學方程式為　　　　　　　　　　　　。
答案與分層梯度式解析
1.C　補鐵藥品不溶于水但能溶于人體中的胃酸,則試劑1為HCl溶液,目的是溶解藥片,A正確;Fe3+與KSCN反應使溶液呈紅色,溶液變為淡紅色,說明溶液中有少量Fe3+,B正確;加入維生素C后,溶液紅色褪去,Fe3+被還原為Fe2+,說明維生素C具有還原性,C錯誤;H2O2能將Fe2+氧化為Fe3+,故可用雙氧水替換新制氯水進行實驗,D正確。
2.D　整個過程中發生兩個反應,鋁與硝酸汞發生置換反應生成硝酸鋁和單質汞、鋁單質與氧氣發生化合反應生成氧化鋁,兩者都屬于氧化還原反應,A正確;由鋁箔表面生出“白毛”,可知金屬鋁易被空氣中的氧氣氧化,說明鋁是活潑金屬,B正確;“紅墨水柱右端上升”說明試管內壓強增大,可判斷試管內溫度升高,從而判斷鋁與氧氣反應放熱,C正確;汞的化學性質不活潑,常溫下很難與氧氣反應生成氧化汞,鋁片上生成的“白毛”是氧化鋁,不含氧化汞,D錯誤。
3.答案　(1)碳、氫、氧　(2)D　(3)在BC之間增加干燥裝置　(4)對比　(5)NaOH　(6)稀鹽酸(答案合理即可)　取少許白色沉淀于試管中,向試管中加入稀鹽酸有(無色無味)氣泡生成,將氣體通入澄清石灰水中,澄清石灰水變渾濁　MgCO3+2HCl MgCl2+CO2↑+H2O(答案合理即可)
解析　(1)Na2CO3溶液中含有C、H、O三種非金屬元素。(2)Mg與Na2CO3溶液的反應屬于固液不加熱反應,E是加熱固體制氣裝置,F中導氣管應剛剛露出橡皮塞,反應裝置A應選用圖2中的D裝置。(3)B中水蒸氣有可能進入C中產生水珠,故改進方案是在BC之間增加干燥裝置。(5)探究Na+、C、OH-對反應的影響,H中快速產生較多氣泡,說明是C而不是Na+、OH-促進了鎂與水的反應,故應該證明Na+、OH-對反應無影響,則試劑X為NaOH溶液。(6)若試劑Y為稀鹽酸,MgCO3能與HCl反應,其化學方程式為MgCO3+2HCl MgCl2+CO2↑+H2O;實驗操作為取實驗1反應生成的沉淀少許于試管中,加入稀鹽酸有氣泡生成,將氣體通入澄清石灰水中,澄清石灰水變渾濁,說明含有MgCO3。
4.答案　(1)分液漏斗　隔絕空氣,防止生成的草酸亞鐵被空氣中的氧氣氧化
(2)組裝好裝置后,檢查裝置的氣密性,添加試劑后,先打開K1,將一定量稀硫酸加入A中試管后再關閉K1,讓試管中的反應先進行一段時間以排出空氣,進行上述操作的同時關閉K2打開K3,一段時間后,打開K2關閉K3,將裝置A中的硫酸亞鐵溶液壓入裝置B中
(3)取少量最后一次洗滌液于試管中,滴加稀鹽酸無現象,再滴加氯化鋇溶液,若無白色沉淀,則證明草酸亞鐵晶體已洗凈
(4)A→D→B→E→C→B
(5)FeC2O4·2H2O FeO+CO↑+CO2↑+2H2O
解析　(1)盛放稀硫酸的儀器為分液漏斗;植物油能隔絕空氣,防止生成的草酸亞鐵晶體被空氣中的氧氣氧化。(3)草酸亞鐵晶體表面有附著的S等,檢驗草酸亞鐵晶體是否已洗凈的方法是取少量最后一次洗滌液于試管中,滴加稀鹽酸無現象,再滴加BaCl2溶液,若無白色沉淀,則證明草酸亞鐵晶體已洗凈。(4)草酸亞鐵晶體在A中反應管中受熱分解,生成的氣體經裝置D可檢驗水蒸氣的存在,通過裝置B可檢驗有CO2生成,裝置E中堿石灰可吸收CO2,氣體再通過裝置C,CO與CuO反應生成CO2和Cu,再經裝置B可檢驗C中生成的CO2。綜上按照氣流從左到右的方向,裝置的連接順序為A→D→B→E→C→B,最后再連接尾氣處理裝置。(5)根據題中描述可判斷草酸亞鐵晶體受熱分解生成CO、CO2、H2O、FeO,其化學方程式為FeC2O4·2H2O FeO+CO↑+CO2↑+2H2O。
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