Question

學過金屬的活動性順序以后，明明同學對其一系列知識進行了研究．
（1）據下圖中的實驗現象判斷，稀硫酸里a、b、c、d四種金屬中，位于氫后面的金屬是

 

．
（2）將金屬Ni、Mn分別放入其他三種金屬X、Y、Z的鹽溶液中，反應的結果和有無金屬析出的情況如右表所示．則它們的金屬活動性由強到弱的順序為（

 

）

	X鹽溶液	Y鹽溶液	Z鹽溶液
Ni	無	無	有
Mn	無	有	有

A．Z  Mn  Y   Ni   X
B．Z  Ni   Y   Mn  X
C．X  Mn  Y   Ni   Z
D．X  Mn  Ni   Y   Z
（3）查閱資料：金屬在活動性順序里的位置越靠后，其化合物越不穩定，所以它的氧化物越易被還原．請你寫出下列用金屬氧化物制取金屬的化學方程式：
①金屬氧化物加熱分解：

 

；
②用碳還原金屬氧化物：

 

；
（4）查閱資料：在金屬活動性順序里，位于氫后面的金屬銅在常溫下雖然不能與稀鹽酸、
稀硫酸反應，但可以與濃硫酸在加熱時發生反應，其反應的化學方程式為：
Cu+2H₂SO₄（濃）?CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
反應生成的SO₂是一種無色、能溶于水、有刺激性氣味的氣體．若用該方法制取硫酸銅，應用

 

溶液將生成的SO₂吸收，其目的是

 

．
（5）請你利用所學知識設計一種以銅、稀硫酸為主要原料制取硫酸銅的方法．（用化學方程式表示）
（6）向12.8g銅中加入40g濃硫酸溶液，恰好完全反應，計算生成SO₂的質量（方程式見上）和反應前硫酸溶液中溶質的質量分數．

Answer 1

分析：（1）觀察圖中放入稀硫中的四種金屬表面氣泡的多少，判斷金屬的活動性；
（2）根據實驗結果判斷金屬活動性順序；
（3）根據所述的反應規律，選擇熟悉的反應，寫出反應的化學方程式；
（4）二氧化碳氣體是有毒氣體，根據其能與堿溶液反應，可選擇氫氧化鈉溶液進行吸收，以防止造成污染；
（5）設計實驗，完成銅到硫酸銅的轉化．根據銅的性質，可進行：Cu→CuO→CuSO₄的轉化；
（6）根據反應的化學方程式，利用銅的質量計算生成物二氧化碳的質量和消耗硫酸的質量，最后求出原稀硫酸溶液中質量分數．

解答：解：（1）金屬與酸放出氣體速率越大，金屬的活動性越強，反之則反．
圖中，金屬d表現無氣泡，說明該金屬不能和稀硫酸反應，在金屬活動順序表中就處于H之后；
故選D；
（2）由實驗結果可知：Ni的活動性小于X、Y，大于Z；Mn的活動性小于X，大于Y、Z；
則五種金屬中，X的活動性最強，Z的活動性最弱，從強到弱的順序為X＞Ni＞Y＞Ni＞Z；
故選C；
（3）①此類反應不多，紅色粉末氧化汞受熱，分解成金屬汞并釋放出氧氣；
故答：2HgO

△   .

2Hg+O₂↑；
②碳在高溫條件下性質較活潑，能還原一些金屬氧化物如氧化銅等，生成紅色銅同時放出氣體二氧化碳；
故選C+2CuO

△   .

2Cu+CO₂↑（其他合理答案均可）．
（4）二氧化碳為非金屬氧化物，可與堿溶液如氫氧化鈉溶液反應，生成亞硫酸鈉和水，有毒氣體二氧化碳被吸收，減少對空氣造成的污染；
故答：氫氧化鈉（NaOH）；防止生成的二氧化硫污染空氣；
（5）利用金屬銅在加熱時可以與氧氣生成黑色氧化銅，對銅進行加熱，把得到的黑色氧化銅放入稀硫酸，氧化銅與硫酸反應后就可以得到硫酸銅；
故答：2Cu+O₂

△   .

2CuO；CuO+H₂SO₄（稀）═CuSO₄+H₂O；
（6）設：生成SO₂的質量為X，消耗H₂SO₄的質量為Y
Cu+2H₂SO₄（濃）═CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
64   196               64
8g    Y                X
64：64=12.8g：X，解之得 X=12.8g
64：196=12.8g：Y，解之得 Y=39.2g
硫酸溶液中溶質的質量分數為：

39.2g

50g

×100%=78.4%
答：生成SO₂的質量為12.8g，硫酸溶液中溶質的質量分數為78.4%．

點評：活動性強的金屬能把活動性弱的金屬從其鹽溶液中置換出來，反之，能把金屬從其鹽溶液中置換出來，說明金屬活動性強．