Question

20．某化學活動小組探究金屬的反應規律．
【探究一】在室溫條件下進行如圖所示實驗．
（1）已知：試管內的鎂條和鐵片表面均被打磨潔凈，且形狀、大小相同；同時加入等質量和等質量分數的稀硫酸，甲中反應方程式為Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑．
（2）若比較鎂和鐵的金屬活動性，觀察到的現象是鎂和稀H₂SO₄反應產生氣泡的速率比鐵與稀H₂SO₄反應快．
（3）若比較相同時間內鎂、鐵與稀硫酸反應放出熱量的多少，長頸漏斗中的現象是甲裝置長頸漏斗中的液面比乙裝置中高．
（4）若實驗所用的金屬均過量，則甲裝置中產生的H₂的質量等于（填“大于”、“小于”或“等于”）乙裝置中產生的H₂質量．
（5）【探究二】在硫酸銅和硫酸亞鐵的混合溶液中加入一定量的鎂粉，充分反應后過濾，向濾出的固體中滴加稀硫酸，沒有氣泡產生．下列判斷正確的是ACD．
A．濾出的固體中一定含有銅
B．濾出的固體可能含有鐵和鎂
C．濾液中可能含有硫酸銅
D．濾液中一定含有硫酸鎂和硫酸亞鐵．

Answer 1

分析 （1）根據鎂和稀硫酸反應生成硫酸鎂和氫氣進行分析；
（2）根據鎂和鐵的金屬活動性強弱，分析觀察到的現象；
（3）根據金屬的活動性及金屬與酸反應的熱量變化分析解答；
（4）根據化學反應前后元素的質量守恒分析解答；
（5）根據金屬活動順序及物質的化學性質，首先從濾出的固體不能和鹽酸反應進行判斷；其次從金屬活動順序及題中給的信息“一定量的鎂粉”進行判斷．

解答 解：（1）鎂和硫酸反應生成硫酸鎂和氫氣，化學方程式為：Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑；
（2）鎂的活動性大于鐵，因此觀察到的現象是：鎂和稀硫酸產生氣泡的速率比鐵和稀硫酸產生氣泡的速率快；
（3）金屬活動性越強，與酸反應越劇烈；鎂的活動性大于鐵，單位時間內鎂比鐵反應產生氣體多，金屬與酸反應放熱，鎂與酸反應放出熱量多，長頸漏斗的液面上升的高；
（4）鎂、鐵與硫酸反應生成氫氣的質量=硫酸中氫元素的質量；由題意可知：所用的金屬均過量，說明稀硫酸中的硫酸溶質全部參加反應，而甲、乙裝置中所加的稀硫酸是等質量和等質量分數，所以兩裝置中硫酸質量相等，則硫酸所含氫元素的質量相等，生成氫氣的質量相等；
（5）A、根據金屬活動順序表知鎂比鐵活潑，鐵比銅活潑，所以加入鎂粉，首先鎂粉和氯化銅溶液反應，置換出單質銅，所以濾出的固體中一定含有銅，故A正確；
B、根據題意，向濾出的固體中滴加稀硫酸，沒有氣泡產生，說明固體中一定不含鐵和鎂，故B錯誤；
C、因為加入的是一定量的鎂粉，由B可知：鎂粉不足，可能硫酸銅剩余，故C正確；
D、由于，首先鎂粉參與反應，所以濾液中一定有硫酸鎂，固體中無鐵，說明硫酸亞鐵未反應，所以濾液中也一定有硫酸亞鐵，故D正確．
故選：ACD．
故答案為：（1）Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑；
（2）鎂和稀H₂SO₄反應產生氣泡的速率比鐵與稀H₂SO₄反應快；
（3）甲裝置長頸漏斗中的液面比乙裝置中高；
（4）等于；
（5）ACD．

點評 本題難度較大，主要考查了金屬的化學性質、學生對金屬活動順序表的運用以及半定量（如一定量、過量、少量等）概念的理解和掌握，培養了學生分析問題、解決問題的能力．