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科学探究题 适中0.65 引用1 组卷83
小组同学收集了某种铝制易拉罐,剪成条状并打磨后进行如图所示实验,发现纯铝片表面有划痕。

【发现问题】根据所学知识,合金的硬度比组成它的纯金属硬度更大,结合上述现象,可得出该易拉罐不是纯铝制作。那么易拉罐中除铝外,还含有什么金属呢?
【查阅资料】①铝制易拉罐中的主要成分是铝,可能还含有镁、铁。
②铝能与氢氧化钠溶液反应:2Al +2NaOH +2H2O=2NaAlO2 +3H2↑;镁和铁不能与氢氧化钠溶液反应。
【作出猜想】该易拉罐的金属组成除铝外,可能还含有镁、铁中的一种或两种。
【实验设计】小明取打磨后的铝制易拉罐样品按如下方案进行实验:
实验步骤实验现象解释与结论
①取一定量的样品于烧杯中,加入足量的______溶液,充分反应后过滤、洗涤、干燥。固体表面有大量气泡产生,过滤后得到黑色粉末。样品中含铝
②取少量上述黑色粉末于试管中,加入足量的稀盐酸。有气泡产生,溶液变成浅绿色。样品中含铁
【实验结论】小明得出该易拉罐是由铝和铁组成。
【反思评价】其他同学分析后认为小明的实验方案不严谨,理由是______;大家认为应该补充下列实验:取步骤(1)中少量黑色粉末于试管中,加入某种金属化合物的溶液后,既能有明显现象,又能证明结论正确,你认为加入的这种金属化合物的溶液阳离子对应的金属,理论上可以是______
【拓展应用】下图为国家颁布的“城市生活垃圾分类标志”,废弃易拉罐应放入标有______(填序号)图标的垃圾桶内。
20-21九年级上·江苏苏州·阶段练习
知识点:金属与盐溶液反应废弃金属对环境的影响及回收设计实验探究物质的成分实验的设计与评价 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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兴趣小组同学在做镁与盐反应的实验时,不小心将镁条加入饱和的碳酸氢钠溶液中,意外发现溶液中有白色不溶物生成。同学们对白色不溶物的成分产生了浓厚兴趣,于是在老师的帮助下进行了如下探究。

【提出问题】白色不溶物是什么物质?
【猜想与假设】猜想①:Mg(OH)2        猜想②:MgCO3     猜想③:_____________
【查阅资料】
(1)MgCO3、Mg(OH)2加热易分解,分别生成两种氧化物;
(2)白色无水硫酸铜遇水变蓝;
(3)碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物;
请写出Mg(OH)2受热分解的化学方程式__________
【实验验证】取适量干燥的白色不溶物,充分加热,并使分解产生的气体依次通过如图1所示装置。
【实验现象】实验中观察到:___________
【实验结论】猜想③正确。
同学们为了进一步测定白色不溶物中各组分的质量关系,继续进行了下列探究:称取干燥的白色不溶物36.8g,充分加热至不再产生气体,并使分解产生的气体全部被图2所示装置C和D吸收。
【实验数据】实验后装置C的质量增加了3.6g,装置D的质量增加了13.2g。
【实验结论】若上述白色不溶物的组成用xMg(OH)2·yMgCO3表示,则xy=2:3。
(1)图2中球形干燥管E中碱石灰的作用是__________
(2)实验后,同学们经过讨论交流,发现实验方案可进一步优化,下列优化方案可以是_______(填序号)。
①只称量装置C、D增加的质量,不称量白色不溶物的质量
②去掉装置D,只称量白色不溶物和装置C增加的质量
③去掉装置C 只称量白色不溶物和装置D增加的质量
蒸汽眼罩是我们日常生活中常见的缓解眼睛疲劳的产品,简单实用。某化学兴趣小组的同学对蒸汽眼罩开展了以下研究。
【查阅资料】I、蒸汽眼罩由无纺布眼罩和发热体构成。发热体内含有铁粉、活性炭、氯化钠、蛭石(保温作用,可以减缓热量散失)、高吸水树脂(良好保水性能,为眼罩提供水蒸气)等。
Ⅱ、铁粉、四氧化三铁均能被磁铁吸引。
任务一       验证蒸汽眼罩发热体内含有铁粉
(1)阿娜尔古丽同学用磁铁吸引了部分发热体内固体粉末,放入试管中,滴加硫酸铜溶液,观察到有红色固体析出,证明发热体内含有铁粉。该反应的化学方程式为______
任务二       探究蒸汽眼罩的发热原理
(2)根据“使用方法——打开蒸汽眼罩包装,接触空气即开始发热”,李明同学进行了以下实验:取20g发热体内固体粉末放入密闭容器中,通过数字传感器分别测得氧气和二氧化碳含量变化如下图。据图回答:发热体内的物质和空气中的______发生了反应,理由是______

实验后,同学们观察到部分黑色固体变为红棕色,分析蒸汽眼罩的热量来源于铁粉生锈。有同学提出疑问,铁生锈是缓慢氧化放热不明显,但是蒸汽眼罩打开后会迅速升温,这是为什么呢?他们又设计了以下实验方案进行验证。
方案药品1分钟前后氧气含量变化1分钟前后温度变化
实验14g铁粉、2mL水20.1%→20.1%16℃→16℃
实验24g铁粉2mL水、______g氯化钠20.1%-20.1%16℃→16℃
实验34g铁粉2mL水、2g活性炭20.1%→20.1%16℃→16℃
实验44g铁粉2mL水,2g氯化钠2g活性炭20.1%→15%16℃→55℃→26℃

(3)实验2中应取用氯化钠的质量是______g。实验4中温度迅速上升的原因是铁粉与______共同作用的结果。
【拓展延伸】
(4)工厂在蒸汽眼罩密封装袋时,应确保______
同学们在探究金属的化学性质时,老师强调一般不用K、Ca、Na等活泼金属,否则会出现异常现象,并对钾和硫酸铜溶液的反应进行了演示实验。
【资料显示】
a.钾在常温下就能与水发生剧烈的反应,请补充完整发生反应的化学方程式:_____________
b.碱式铜盐为蓝绿色沉淀。
C.钾在空气中其表面很快会被氧化。
【提出猜想】
猜想一:金属钾和硫酸铜溶液反应会有铜生成。
猜想二:金属钾和硫酸铜溶液反应,生成的沉淀只有氢氧化铜。
【实验及现象】切取不同大小的钾块分别投入两种不同浓度的硫酸铜溶液中,有关实验现象如表所示:
实验及现象
实验编号钾块大小硫酸铜溶液实验现象
绿豆大小稀溶液10 mL产生蓝绿色沉淀
绿豆大小浓溶液10 mL产生蓝色絮状沉淀
黄豆大小稀溶液10 mL产生蓝色絮状沉淀
黄豆大小浓溶液10mL产体生蓝色絮状沉淀,并出现黑色固体

【实验结论】
(1)上述实验中均未观察到_______色固体生成,由此判断猜想一错误。
(2)实验①中观察到的沉淀是蓝绿色的由此判断猜想二_______(填“正确”或“错误”)。
【实验反思】
(1)实验中生成氢氧化铜沉淀的原理是_______________________(用化学方程式表示)。
(2)由上述实验可知,导致钾和硫酸铜溶液反应产生的产物不同的因素有_______________
【拓展提升】
为了用钾置换硫酸铜中的铜元素,老师设计了如下实验方案:
方案Ⅰ:把钾块和无水硫酸铜直接混合,在干燥的空气中加热。
方案Ⅱ:把钾块和无水硫酸铜直接混合,隔绝空气加热。
两个方案中你认为更合理的是方案_____,理由是_______________________________

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