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(2008?海淀区一模)小东和小明收集了两个形状、大小、轻重和硬度均不同的易拉罐,如图所示.他们很想知道每个易拉罐的材料成分,于是展开了以下探究过程.
【查阅资料】
(1)1804年,法国人阿佩尔发明了用玻璃瓶储存食物.1823年,英国人丢兰特申请了专利,开办了世界上第一家马口铁(铁皮上镀层锡)罐头厂.1947年,世界上第一只铝罐在美国人莱伊诺尔茨手中诞生.
(2)几种金属的物理数据.
物理性质 银 铜 铁 铝
密度/(g?cm-3) 10.5 8.92 7.86 2.70
硬度(以金刚石的硬度为10作标准) 2.5~4 2.5~3 4~5 2~2.9
【提出猜想】图示易拉罐是铁罐或铝罐.
【小东实验】小东设计了两个实验方案,用于判断易拉罐的材料成分.
(1)将两个易拉罐碎片放入烧杯,加入等量等浓度的盐酸,发生反应的化学方程式为设计此实验的原理是
Al与盐酸反应比Fe快(或Al比Fe活泼;Al、Fe与盐酸反应快慢有差异)
Al与盐酸反应比Fe快(或Al比Fe活泼;Al、Fe与盐酸反应快慢有差异)
,写出铁与稀盐酸反应的化学方程式
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
;
(2)将两个易拉罐裁成条状放入试管中,加入等量等浓度的硫酸铜溶液.小明认为小东的实验不可行,其原因是
Al、Fe都可与硫酸铜溶液反应,置换出金属铜(或Al、Fe与硫酸铜溶液反应现象相似)
Al、Fe都可与硫酸铜溶液反应,置换出金属铜(或Al、Fe与硫酸铜溶液反应现象相似)
,写出铝与硫酸铜溶液反应的化学方程式
2Al+3CuSO4=3Cu+Al2(SO4)3
2Al+3CuSO4=3Cu+Al2(SO4)3
.
【小明实验】小明做了两个实验,确定了易拉罐的材料成分.
(1)取来两罐饮料,不断摇动,然后打开,A罐中没有气体冒出,B罐中有大量气体冒出.随后挤压两罐,A罐材料比B罐材料的硬度
大
大
(填“大”或“小”);
(2)将两个易拉罐加热、擦掉表面油漆,露出灰黑色金属表面,用刀在金属表面刻出划痕,然后裁成条状放入盛有水的烧杯中,如图所示,放置一段时间后,A表面有红色物质生成,其原因是
在潮湿的空气中铁易生锈
在潮湿的空气中铁易生锈
;B表面无明显变化,其原因是
铝易与氧气反应,表面生成致密氧化膜,)
铝易与氧气反应,表面生成致密氧化膜,)
.   
【实验结论】A罐和B罐材料依次为
铁、铝
铁、铝
.
【实验反思】小明运用自己所做的实验(2),还可以说明资料中的信息是
马口铁上镀锡的原因(或铝可以用来制易拉罐的原因,答案合理即可)
马口铁上镀锡的原因(或铝可以用来制易拉罐的原因,答案合理即可)
.
分析:【小东实验】主要是依据金属活动性顺序的有关意义进行分析解决;
【小明实验】(1)硬度大的易拉罐一般盛放不产生气体的饮料,而硬度小的易拉罐一般盛放能产生气体的饮料;
(2)依据钢铁易生锈,铝易形成氧化膜的知识分析解决;从而可判断AB罐的成分以及两种材料制作易拉罐的原因;
解答:解:【小东实验】依据金属活动性顺序的有关意义可知:铝的活动性比铁强所以与盐酸反应更快一些,铁与盐酸反应会生成氯化亚铁和氢气,两者的活动性均比铜强,所以都可以置换出硫酸铜中的铜,所以无法采用该方法区分铁与铝;
【小明实验】(1)硬度大的易拉罐一般盛放不产生气体的饮料,而硬度小的易拉罐一般盛放能产生气体的饮料,所以A罐材料比B罐材料的硬度;
(2)钢铁在潮湿的空气中易生锈,所以可判断A是铁制的,铝易形成致密氧化膜阻止铝进一步反应所以B是铝制的,从而可判断AB罐的成分分别是铁与铝,所以用着铝制作易拉罐的原因是容易形成氧化膜,而马口铁上镀锡的原因是防止铁的生锈;
故答案为:
【小东实验】
(1)Al与盐酸反应比Fe快(或Al比Fe活泼;Al、Fe与盐酸反应快慢有差异);Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
(2)Al、Fe都可与硫酸铜溶液反应,置换出金属铜(或Al、Fe与硫酸铜溶液反应现象相似);2Al+3CuSO4=3Cu+Al2(SO4)3
【小明实验】(1)大(2)在潮湿的空气中铁易生锈; 铝易与氧气反应,表面生成致密氧化膜,阻止铝进一步反应
【实验结论】铁、铝
【实验反思】马口铁上镀锡的原因(或铝可以用来制易拉罐的原因,答案合理即可)
点评:此题是一道实验的设计题,解题的关键是找到对照实验的目的,依据金属活动性以及金属的性质对物质进行分析即可.
练习册系列答案
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CO2
CO2
,B的化学式为
Na2CO3
Na2CO3
;反应①的化学方程式为
Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
;
(2)若反应②无明显变化,反应③有沉淀生成,A是遇石蕊试液变红的溶液,B是难溶于水的固体,则A的名称是
盐酸
盐酸
,B的化学式为
CaCO3
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,E的化学式为
Ca(OH)2
Ca(OH)2
.

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CO
CO
,仪器C的名称是
试管
试管
,C中盛有的试剂是
澄清石灰水(或Ca(OH)2溶液)
澄清石灰水(或Ca(OH)2溶液)
;
(2)B处发生反应的化学方程式是
Fe2O3+3CO
 高温 
.
 
2Fe+3CO2
Fe2O3+3CO
 高温 
.
 
2Fe+3CO2
;该套装置的不足之处是
没有进行尾气处理
没有进行尾气处理
;
(3)向20g赤铁矿粉通入足量气体,充分反应后,获得11.2g铁,则赤铁矿石中三氧化二铁的质量分数为
80%
80%
.

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