基于金屬與可溶性銅鹽之間的置換反應命題研究解析

《基于金屬與可溶性銅鹽之間的置換反應命題研究解析》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《基于金屬與可溶性銅鹽之間的置換反應命題研究解析（10頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、 基于金屬與可溶性銅鹽之間的置換反應 命題研究 一．選擇題（共2小題） 1．（2012?杭州）某學生將鋅粒放入CuSO4溶液中，發(fā)現鋅粒表面有紅色物質析出，同時還有少量無色無味氣泡產生．對于產生氣泡的“異常現象”，下列猜想無科學道理的是（　?。? 　 A． 產生的氣體可能是H2 　 B． 產生的氣體可能是CO2 　 C． CuSO4溶液中可能含有少量的某種酸 　 D． CuSO4溶液的pH可能小于7 2．（2010?徐州）把鋁箔放入CuCl2溶液中，鋁箔表面覆蓋了紅色物質，一會兒又有大量氣泡冒出．同學們對“放出氣體”這一異常現象進行猜想、實驗．其中沒有價值的是（　

2、?。? 　 A． 小宇同學推測氣體是氫氣并檢驗 　 B． 小琪同學猜想CuCl2溶液呈酸性并測定 　 C． 小寒同學認為氣體是氨氣并檢驗 　 D． 小梁同學認為試劑變質，更換后再實驗 　 二．填空題（共2小題） 3．（2013?下城區(qū)二模）科學興趣小組做了如下實驗：將一鎂條放入CuCl2溶液中，鎂條表面覆蓋了紅色物質，但很快鎂條表面又冒出很多氣泡，他們覺得很奇怪． 【提出問題】這些氣泡究竟是怎樣產生的？是什么氣體呢？ 【猜想】小宇：是氧氣；小麗：是氯化氫；小琪：是氨氣（NH3）；小梁：是氫氣．小黃馬上否定了小琪的猜想，他否定的依據是　　　　　　； 【實驗探

3、究】他們開始著手收集所產生的氣體． 實驗一：小宇用帶火星的木條檢驗該氣體，木條不復燃．說明生成的氣體不是氧氣； 實驗二：為繼續(xù)探究反應后生成的氣體是否是氯化氫，小麗用　　　　　　檢驗該氣體，試紙不變紅，說明生成的氣體不是氯化氫； 實驗三：為確定氣體是否是氫氣，小梁設計了如圖的實驗裝置（每個裝置的反應均完全）． 【實驗結論】 （1）若該氣體是氫氣，則在乙裝置中可以觀察到的現象是　　　　　?。? （2）甲、丙裝置中無水硫酸銅的作用是不同的，請指出它們的區(qū)別　　　　　?。? （3）為確定該氣體產生的本質原因，小梁用精密pH試紙測試實驗所用的CuCl2溶液，pH約為5.5，最后確定CuCl2

4、溶液呈酸性．查閱資料發(fā)現：CuCl2為強酸弱堿鹽，其水溶液酸堿性與實驗結果相符． 4．（2013春?濱湖區(qū)校級月考）某興趣小組探究鋁及某鎂鋁合金的相關問題． 【探究一】鋁與銅鹽溶液的反應 小爍同學設計兩種銅鹽溶液分別與金屬鋁片（經打磨后）的反應．現象如下： 實驗一：4mL 8%的CuSO4溶液 實驗二：4mL 8%的CuCl2溶液 實驗現象 短時間無變化，數小時后鋁片上僅有少量紅色斑點 立即產生大量氣泡，鋁片上迅速有紅色銅出現 （1）實驗一中鋁與硫酸銅溶液反應的化學方程式為　　　　　?。? （2）實驗二中產生的氣體經檢驗有爆鳴聲，該氣體為　　　　　　，還在鋁片表面觀察到藍

5、色絮狀沉淀物，該物質的化學式為　　　　　?。? （3）對比實驗一、二后產生猜想： ①對鋁與硫酸銅溶液的反應可能有抑制作用的離子是　　　　　?。? ②對鋁與硫酸銅溶液的反應可能有促進作用的離子是　　　　　?。? （4）為進一步驗證上述猜想是否正確，設計如下實驗方案： 驗證猜想①的實驗設計：向4mL 8%的CuCl2的溶液中加入1g硫酸鈉固體，再加入鋁片，觀察到反應速率變慢． 驗證猜想②的實驗設計：　　　　　　，觀察到反應速率明顯加快． 【探究二】某鎂鋁合金（M表示）中鋁含量的分析 【查詢資料】①鎂鋁合金國家質量標準：鋁含量不能低于78%． ②2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO

6、2+3H2↑，鎂與NaOH溶液不反應． ③該實驗環(huán)境大氣壓下，氫氣密度0.09g/L． 某研究小組設計如圖裝置進行實驗． （5）傾斜 A 裝置使NaOH溶液（足量）與鎂鋁合金粉末（固體M）a g充分反應，待反應停止后，調整　　　　　　，進入量氣管氣體的體積為V mL．若量氣管最大量程為100mL，則固體M中鋁的質量不超過　　　　　　g． （6）若a=38mg，V=30.0mL，通過計算分析該合金是否符合國家標準． 　 三．解答題（共1小題） 5．（2009?雨城區(qū)校級模擬）某校化學興趣小組經查閱資料得知：鋁是重要的輕金屬，廣泛應用于航空、電訊和建筑等領域．鋁也有其特殊的性質：

7、①鋁的熔點是660℃，氧化鋁的熔點高達2054℃．②鋁雖比鋅活潑，但是將鋁和鋅分別投入稀硫酸中，鋁比鋅反應慢得多．③盡管鋁表面致密的氧化膜能使鋁與其周圍的介質（空氣、水）隔絕，但“奇怪”的是鋁制容器仍不能用來盛放和腌制咸菜．為此該小組進行了“鋁表面氧化膜”的探究實驗，其過程如下，請完成填空： 實驗1：用坩堝鉗夾住一塊擦去氧化膜的鋁片，放在酒精燈火焰上灼燒，鋁片表面接觸火焰的部分變暗片刻后變軟；輕輕搖動，會左右搖晃，卻不像蠟燭那樣滴落． 問題： （1）請寫出在空氣中灼燒鋁片的化學方程式　　　　　　； （2）鋁片接觸火焰的部分不像蠟燭那樣滴落的原因是　　　　　　． 實驗2：取2條未用砂紙

8、打磨過的鋁片，一片浸入CuCl2稀溶液中，其表面很快析出較多紅色粉末狀固體；而另一片浸入CuSO4稀溶液中現象一直不明顯． 問題：試猜測產生這種現象差異的因素是　　　　　?。? 實驗3：用砂紙打磨一鋁片使其表面較粗糙，再將其放入CuSO4稀溶液中，直到2﹣3分鐘后，鋁片表面才有少量紅色固體附著． 問題：試寫出鋁片表面附著紅色固體的化學方程式：　　　　　??； 實驗4：向實驗2的CuSO4稀溶液中滴入3﹣5滴NaCl稀溶液，鋁片表面逐漸有紅色固體析出． 實驗5：向實驗2的CuSO4稀溶液中滴入3﹣5滴Na2SO4稀溶液，鋁片表面現象一直不明顯． 問題：根據實驗2、3、4、5的現象可以得出

9、的結論是　　　　　?。? 　  基于金屬與可溶性銅鹽之間的置換反應 命題研究 參考答案與試題解析 　 一．選擇題（共2小題） 1．（2012?杭州）某學生將鋅粒放入CuSO4溶液中，發(fā)現鋅粒表面有紅色物質析出，同時還有少量無色無味氣泡產生．對于產生氣泡的“異?，F象”，下列猜想無科學道理的是（　?。? 　 A． 產生的氣體可能是H2 　 B． 產生的氣體可能是CO2 　 C． CuSO4溶液中可能

10、含有少量的某種酸 　 D． CuSO4溶液的pH可能小于7 考點： 金屬的化學性質．菁優(yōu)網版權所有 專題： 壓軸實驗題；金屬與金屬材料． 分析： 根據在化學變化中遵循質量守恒定律進行解答． 解答： 解：A、如果硫酸銅溶液顯酸性，則鋅能和顯酸性的溶液反應生成氫氣．故A有科學道理； B、反應物中不含有碳元素，生成物中不可能有二氧化碳．故B沒科學道理； C、因為無色無味氣泡產生，可以猜測CuSO4溶液中可能含有少量的某種酸與金屬鋅反應產生氣體，故C有科學道理； D、如猜測CuSO4溶液中可能含有少量的某種酸，則CuSO4溶液的pH可能小于7，故D有科學道理； 故選B

11、． 點評： 在化學反應中遵循質量守恒定律，即反應前后元素的種類不變，原子的種類、個數不變． 　 2．（2010?徐州）把鋁箔放入CuCl2溶液中，鋁箔表面覆蓋了紅色物質，一會兒又有大量氣泡冒出．同學們對“放出氣體”這一異?，F象進行猜想、實驗．其中沒有價值的是（　?。? 　 A． 小宇同學推測氣體是氫氣并檢驗 　 B． 小琪同學猜想CuCl2溶液呈酸性并測定 　 C． 小寒同學認為氣體是氨氣并檢驗 　 D． 小梁同學認為試劑變質，更換后再實驗 考點： 金屬活動性順序及其應用；質量守恒定律及其應用．菁優(yōu)網版權所有 專題： 壓軸實驗題；實驗方案評價題． 分

12、析： 運用質量守恒定律，根據反應前氯化銅溶液和鋁箔的組成元素，分析猜想的物質是否符合元素種類不變的基本規(guī)律，對猜想、實驗進行評價；或根據物質的性質進行類比，判斷猜想所具有的可能性，對猜想、實驗進行評價． 解答： 解：A、根據質量守恒定律，反應前后元素種類不變，反應前的氯化銅溶液中含有氫元素，推測生成氫氣不違反反應前后元素不變的規(guī)律；故A有價值； B、根據金屬鋁能與酸反應生成氫氣，由于實驗中觀察到有氣泡冒出，因此，猜想氯化銅溶液呈酸性有其道理；故B有價值； C、氨氣由氮、氫元素組成，反應前各物質中都不含氮元素，猜想不符合質量守恒定律；故C沒有價值； D、氯化銅為鹽，其溶液與鋁反應只能

13、產生銅，而實驗中卻產生氣泡，因此猜測溶液變質，通過更換溶液進行驗證；故D有價值； 故選C． 點評： 對提出的問題進行猜想時，要符合基本的規(guī)律或物質的性質，毫無道理甚至違背基本規(guī)律的猜想都是無價值的猜想． 　 二．填空題（共2小題） 3．（2013?下城區(qū)二模）科學興趣小組做了如下實驗：將一鎂條放入CuCl2溶液中，鎂條表面覆蓋了紅色物質，但很快鎂條表面又冒出很多氣泡，他們覺得很奇怪． 【提出問題】這些氣泡究竟是怎樣產生的？是什么氣體呢？ 【猜想】小宇：是氧氣；小麗：是氯化氫；小琪：是氨氣（NH3）；小梁：是氫氣．小黃馬上否定了小琪的猜想，他否定的依據是　質量守恒定律或反應物

14、中沒有N元素　； 【實驗探究】他們開始著手收集所產生的氣體． 實驗一：小宇用帶火星的木條檢驗該氣體，木條不復燃．說明生成的氣體不是氧氣； 實驗二：為繼續(xù)探究反應后生成的氣體是否是氯化氫，小麗用　濕潤的藍色石蕊試紙　檢驗該氣體，試紙不變紅，說明生成的氣體不是氯化氫； 實驗三：為確定氣體是否是氫氣，小梁設計了如圖的實驗裝置（每個裝置的反應均完全）． 【實驗結論】 （1）若該氣體是氫氣，則在乙裝置中可以觀察到的現象是　黑色粉末變紅?。? （2）甲、丙裝置中無水硫酸銅的作用是不同的，請指出它們的區(qū)別　甲是除去原氣體中的水蒸氣，丙是驗證有水生成??； （3）為確定該氣體產生的本質原因，小梁用

15、精密pH試紙測試實驗所用的CuCl2溶液，pH約為5.5，最后確定CuCl2溶液呈酸性．查閱資料發(fā)現：CuCl2為強酸弱堿鹽，其水溶液酸堿性與實驗結果相符． 考點： 常見氣體的檢驗與除雜方法．菁優(yōu)網版權所有 專題： 綜合實驗題． 分析： 【猜想】根據反應物是鎂和CuCl2溶液分析判斷； 【實驗探究】根據酸性溶液使藍色石蕊試紙變紅分析； 【實驗結論】（1）根據氫氣具有還原性分析； （2）檢驗氣體的成分，首先除去水分的干擾；無水硫酸銅可以檢驗水分的存在． 解答： 解：【猜想】反應物是鎂和CuCl2溶液，沒有N元素，根據質量守恒定律可知，小琪的猜想不對； 【實驗探究】酸性

16、溶液使藍色石蕊試紙變紅．氯化氫是酸性氣體，小麗用濕潤的藍色石蕊試紙檢驗該氣體，試紙不變紅，說明生成的氣體不是氯化氫； 【實驗結論】（1）氫氣具有還原性，能夠還原氧化銅，生成紅色銅．所以若該氣體是氫氣，則在乙裝置中可以觀察到的現象是黑色粉末變紅； （2）檢驗氣體的成分，首先除去水分的干擾，無水硫酸銅能夠吸收水分，所以甲中的無水硫酸銅是除去原氣體中的水蒸氣；無水硫酸銅遇水變藍，所以無水硫酸銅可以檢驗水分的存在，丙中的無水硫酸銅是驗證有水生成． 故答案為：質量守恒定律或反應物中沒有N元素；濕潤的藍色石蕊試紙； 黑色粉末變紅；甲是除去原氣體中的水蒸氣，丙是驗證有水生成． 點評： 通過實驗考

17、查物質的性質，訓練同學們的實驗探究能力． 　 4．（2013春?濱湖區(qū)校級月考）某興趣小組探究鋁及某鎂鋁合金的相關問題． 【探究一】鋁與銅鹽溶液的反應 小爍同學設計兩種銅鹽溶液分別與金屬鋁片（經打磨后）的反應．現象如下： 實驗一：4mL 8%的CuSO4溶液 實驗二：4mL 8%的CuCl2溶液 實驗現象 短時間無變化，數小時后鋁片上僅有少量紅色斑點 立即產生大量氣泡，鋁片上迅速有紅色銅出現 （1）實驗一中鋁與硫酸銅溶液反應的化學方程式為　2Al+3CuSO4═Al2（SO4）3+3Cu?。? （2）實驗二中產生的氣體經檢驗有爆鳴聲，該氣體為　氫氣　，還在鋁片表面觀察到

18、藍色絮狀沉淀物，該物質的化學式為　氫氧化銅　． （3）對比實驗一、二后產生猜想： ①對鋁與硫酸銅溶液的反應可能有抑制作用的離子是　硫酸根離子??； ②對鋁與硫酸銅溶液的反應可能有促進作用的離子是　氯離子　． （4）為進一步驗證上述猜想是否正確，設計如下實驗方案： 驗證猜想①的實驗設計：向4mL 8%的CuCl2的溶液中加入1g硫酸鈉固體，再加入鋁片，觀察到反應速率變慢． 驗證猜想②的實驗設計：　向4mL 8%的CuSO4溶液中加入氯化鈉固體　，觀察到反應速率明顯加快． 【探究二】某鎂鋁合金（M表示）中鋁含量的分析 【查詢資料】①鎂鋁合金國家質量標準：鋁含量不能低于78%． ②2

19、Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑，鎂與NaOH溶液不反應． ③該實驗環(huán)境大氣壓下，氫氣密度0.09g/L． 某研究小組設計如圖裝置進行實驗． （5）傾斜 A 裝置使NaOH溶液（足量）與鎂鋁合金粉末（固體M）a g充分反應，待反應停止后，調整　水準管　，進入量氣管氣體的體積為V mL．若量氣管最大量程為100mL，則固體M中鋁的質量不超過　0.0008V　g． （6）若a=38mg，V=30.0mL，通過計算分析該合金是否符合國家標準． 考點： 實驗探究物質的性質或變化規(guī)律；常見氣體的檢驗與除雜方法；金屬的化學性質；根據化學反應方程式的計算．菁優(yōu)網版權所

20、有 專題： 科學探究． 分析： 【探究一】（1）鋁與硫酸銅溶液反應生成了銅和硫酸鋁，可以據此寫出該反應的化學方程式； （2）因為氯化銅是強酸弱堿鹽，水解出了H+，使溶液呈現酸性．鋁在酸性環(huán)境下產生了氫氣，同時使溶液中的氫氧根離子濃度增大，而使銅離子和氫氧根離子結合生成了氫氧化銅沉淀，可以據此解答該題； （3）比較兩個實驗中的粒子可以知道，在實驗一中能夠干擾實驗的離子為硫酸根離子，而在實驗二中能夠促進實驗的離子為氯離子，可以據此解答該題； （4）根據題中的猜想可以向硫酸銅溶液中加入氯化鈉來進行實驗； 【探究二】通過調整水準管的高低可以檢查生成氣體的體積，然后結合化學方程式可以求出

21、鋁的質量，可以據解答該題； （6）將所給數值帶入（5）中的關系式中然后解答即可． 解答： 解：【探究一】（1）鋁與硫酸銅溶液反應生成了銅和硫酸鋁，該反應的化學方程式為：2Al+3CuSO4═3Cu+Al2（SO4）3； （2）因為氯化銅是強酸弱堿鹽，水解出了H+，使溶液呈現酸性．鋁在酸性環(huán)境下產生了氫氣，由于氫離子被消耗，所以同時使溶液中的氫氧根離子濃度增大，而銅離子和氫氧根離子結合生成了氫氧化銅沉淀，即鋁表面的藍色絮狀沉淀為氫氧化銅沉淀； （3）比較兩個實驗中的粒子可以知道，在實驗一中能夠干擾實驗的離子為硫酸根離子，而在實驗二中能夠促進實驗的離子為氯離子， 故可以作出如下猜想：

22、 ①對鋁與硫酸銅溶液的反應可能有抑制作用的離子是硫酸根離子； ②對鋁與硫酸銅溶液的反應可能有促進作用的離子是氯離子； （4）根據題中的猜想可以知道向4mL 8%的CuSO4溶液中加入氯化鈉，觀察到反應速率明顯加快； 【探究二】（5）通過調整水準管的高低可以檢查生成氣體的體積， 由題意可以知道生成氫氣的體積為VmL，即為0.001VL，則設鋁的物質的量為x 2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑ 2 3 x 0.001VL22.4L/mol = 解得：x=mol 所以鋁的質量

23、為：mol27g/mol=0.0008Vg （6）根據（5）中的解答可以知道鋁的質量為：0.000830=0.024g 所以鋁的含量為：100%≈63.9%＜78%， 故該合金不符合國家標準． 故答案為：【探究一】（1）2Al+3CuSO4═3Cu+Al2（SO4）3； （2）氫氣；氫氧化銅； （3）①硫酸根離子； ②氯離子； （4）向4mL 8%的CuSO4溶液中加入氯化鈉； 【探究二】（5）水準管；0.0008V； （6）不符合國家標準． 點評： 對于探究型實驗探究，要熟悉實驗探究的環(huán)節(jié)和方法，精心設計實驗方案，將所學過探究物質的性質或變化規(guī)律的技巧遷移至此，進行細

24、心地探究實驗和觀察現象，再通過分析實驗現象，推斷、總結出該物質的性質或變化規(guī)律等． 　 三．解答題（共1小題） 5．（2009?雨城區(qū)校級模擬）某校化學興趣小組經查閱資料得知：鋁是重要的輕金屬，廣泛應用于航空、電訊和建筑等領域．鋁也有其特殊的性質：①鋁的熔點是660℃，氧化鋁的熔點高達2054℃．②鋁雖比鋅活潑，但是將鋁和鋅分別投入稀硫酸中，鋁比鋅反應慢得多．③盡管鋁表面致密的氧化膜能使鋁與其周圍的介質（空氣、水）隔絕，但“奇怪”的是鋁制容器仍不能用來盛放和腌制咸菜．為此該小組進行了“鋁表面氧化膜”的探究實驗，其過程如下，請完成填空： 實驗1：用坩堝鉗夾住一塊擦去氧化膜的鋁片，放在酒精

25、燈火焰上灼燒，鋁片表面接觸火焰的部分變暗片刻后變軟；輕輕搖動，會左右搖晃，卻不像蠟燭那樣滴落． 問題： （1）請寫出在空氣中灼燒鋁片的化學方程式　4Al+3O22Al2O3??； （2）鋁片接觸火焰的部分不像蠟燭那樣滴落的原因是　鋁表面氧化膜的熔點高于內層鋁的熔點并將其包裹住?。? 實驗2：取2條未用砂紙打磨過的鋁片，一片浸入CuCl2稀溶液中，其表面很快析出較多紅色粉末狀固體；而另一片浸入CuSO4稀溶液中現象一直不明顯． 問題：試猜測產生這種現象差異的因素是　氯離子能破壞鋁表面的氧化膜?。? 實驗3：用砂紙打磨一鋁片使其表面較粗糙，再將其放入CuSO4稀溶液中，直到2﹣3分鐘后，鋁片

26、表面才有少量紅色固體附著． 問題：試寫出鋁片表面附著紅色固體的化學方程式：　2Al+3CuSO4═Al2（SO4）3+3Cu??； 實驗4：向實驗2的CuSO4稀溶液中滴入3﹣5滴NaCl稀溶液，鋁片表面逐漸有紅色固體析出． 實驗5：向實驗2的CuSO4稀溶液中滴入3﹣5滴Na2SO4稀溶液，鋁片表面現象一直不明顯． 問題：根據實驗2、3、4、5的現象可以得出的結論是　氯離子對鋁和CuCl2溶液的反應有促進作用；硫酸根離子對鋁和CuSO4溶液的反應有抑制作用　． 考點： 實驗探究物質的性質或變化規(guī)律；金屬的化學性質；書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式．菁優(yōu)網版權所有 專題：

27、 清理干擾信息、大膽猜測解題；壓軸實驗題；科學探究． 分析： （1）鋁在空氣中灼燒生成氧化鋁，根據反應物、生成物和反應條件按步驟書寫化學方程式； （2）從氧化鋁和鋁的熔點不同分析； 實驗2、從氯化銅和硫酸銅溶液中所含的不同離子分析； （3）鋁和硫酸銅發(fā)生置換反應，根據反應規(guī)律書寫化學方程式； 實驗5、從氯離子和硫酸根離子對反應的影響分析． 解答： 解：（1）在空氣中灼燒鋁片的化學方程式為：4Al+3O2 2Al2O3，注意條件和配平； （2）鋁的熔點是660℃，氧化鋁的熔點高達2054℃，固態(tài)氧化鋁會把液態(tài)的鋁包裹住，所以鋁片接觸火焰的部分不像蠟燭那樣滴落． 實驗2：氯化

28、銅和硫酸銅溶液中不同的就是酸根離子，故猜測產生這種現象差異的因素是 氯離子能破壞鋁表面的氧化膜，硫酸根不能破壞保護膜． （3）鋁片和硫酸銅反應生成紅色固體的化學方程式為：2Al+3CuSO4═Al2（SO4）3+3Cu； 實驗5：當向溶液中加入含氯離子的物質時，反應加快，加入含硫酸根離子的物質時，對實驗速率沒有影響，故根據實驗2、3、4、5的現象可以得出的結論是 氯離子對鋁和CuCl2溶液的反應有促進作用；硫酸根離子對鋁和CuSO4溶液的反應有抑制作用． 故答案為：（1）4Al+3O2 2Al2O3 （2）鋁表面氧化膜的熔點高于內層鋁的熔點并將其包裹住 （3）氯離子能破壞鋁表面的氧化膜 （4）2Al+3CuSO4═Al2（SO4）3+3Cu （5）氯離子對鋁和CuCl2溶液的反應有促進作用；硫酸根離子對鋁和CuSO4溶液的反應有抑制作用． 點評： 對于此類信息給予題，要結合所學知識，認真分析，抓住有用信息，大膽猜測，利用所有知識進行驗證，從而得出正確結論． 　 第10頁（共10頁）