化學(xué)九年級下冊實驗活動 4 金屬的物理性質(zhì)和某些化學(xué)性質(zhì)精品一課一練

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一、金屬活動性的探究
該探究是為了金屬的活動性強弱而進行實驗探究，它的理論根據(jù)是常見金屬的活動性順序及其應(yīng)用，其具體內(nèi)容如下：
1、常見金屬的活動性順序為鉀、鈣、鈉、鎂、鋁、鋅、鐵、錫、鉛、氫、銅、汞、銀、鉑、金；
2、常見金屬的活動性順序的應(yīng)用主要有三個：
（1）它表明了所列的金屬的活動性強弱；在金屬活動性順序里，金屬的位置越靠前，其活動性越強；
（2）它可以幫助判斷金屬能否與酸發(fā)生反應(yīng)；在金屬活動性順序里，位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫；
（3）它還可以幫助判斷金屬能否與金屬的化合物（即鹽）溶液發(fā)生反應(yīng)；在金屬活動性順序里，位于前面的金屬能把位于后面的金屬置換出來。
二、探究金屬銹蝕的條件
該探究是為了探究鐵、銅等金屬銹蝕的條件，而進行的實驗探究。其中，鐵生銹的條件是鐵與氧氣、水同時接觸；銅生銹的條件是銅與氧氣、水和二氧化碳同時接觸。
三、碳、一氧化碳、氫氣還原氧化銅實驗
碳、一氧化碳、氫氣還原氧化銅實驗是初中化學(xué)中三個非常重要的典型實驗，它們的具體實驗情況如下：
1、化學(xué)反應(yīng)方程式分別是C+2CuO2Cu+CO2↑、CO+CuO?Cu+CO2和H2+CuO?Cu+H2O；
2、實驗裝置如圖所示：
3、操作及注意事項分別是：
（1）碳還原氧化銅時，要把剛烘干的碳粉和氧化銅粉末要均勻混合后，平鋪在試管底部，試管口略向下傾斜（防止有水倒流到試管底部，使其炸裂），在酒精燈的燈焰上最好加一個網(wǎng)罩（以使火焰集中并提高溫度，或者使用酒精噴燈來加熱）；實驗結(jié)束時，要先撤出導(dǎo)氣管，再移走并熄滅酒精燈，待試管冷卻后再把試管內(nèi)的粉末倒在紙上（防止石灰水倒吸到試管里，炸裂試管；也為了使粉末冷卻，防止還原出來的銅再次被氧化）；
（2）一氧化碳還原氧化銅時，反應(yīng)前，先通一段時間一氧化碳，然后再加熱（目的是為了盡可能的排凈玻璃管內(nèi)的空氣，防止一氧化碳與其中的空氣混合后，被點燃發(fā)生爆炸）；反應(yīng)后，先撤走并熄滅酒精燈，等固體冷卻后再停止通一氧化碳（目的是防止石灰水倒吸到玻璃管內(nèi)，使其炸裂；也為了使固體冷卻，防止剛還原出來的銅再次被氧化）；并且，由于一氧化碳有毒，如果直接排放到空氣中，會造成污染，所以還要用點燃或收集的方法等來處理尾氣；
（3）氫氣還原氧化銅時，反應(yīng)前，試管口略向下傾斜（防止有水倒流到試管底部，使其炸裂；同時，也有利于氫氣在試管底部聚集參與反應(yīng)），將氫氣驗純后先通一段時間氫氣，然后再加熱（目的是為了盡可能的排凈玻璃管內(nèi)的空氣，防止氫氣與其中的空氣混合后，被點燃發(fā)生爆炸）；反應(yīng)后，繼續(xù)通入氫氣，直到試管及其中的固體冷卻后，再停止通氫氣（目的是為了使固體冷卻，防止剛還原出來的銅再次被氧化）。
4、實驗現(xiàn)象分別是：
（1）碳還原氧化銅時，試管中的固體由黑色逐漸變成亮紅色，澄清的石灰水變渾濁；
（2）一氧化碳還原氧化銅時，玻璃管中的固體由黑色逐漸變成亮紅色，澄清的石灰水變渾濁，并且有氣泡從中不斷地溢出；
（3）氫氣還原氧化銅時，試管中的固體由黑色逐漸變成亮紅色，同時管口有水滴生成。
【考點1 金屬活動性的探究】
【典例1-1】為驗證鎂、鐵、銅三種金屬的活動性順序，可選用的一組物質(zhì)是（ ）
A．銅、氯化亞鐵溶液、氯化鎂溶液
B．鐵、銅、氯化鎂溶液
C．鎂、氯化銅溶液、硫酸亞鐵溶液
D．鐵、硫酸銅溶液、氯化鎂溶液
【答案】D
【分析】根據(jù)金屬活動性順序和金屬單質(zhì)與鹽溶液能否發(fā)生置換反應(yīng)來進行判斷，在金屬活動性順序中，位置在前的金屬能將位于其后的金屬從其鹽溶液中置換出來．
【解答】解：A、銅和氯化亞鐵溶液、氯化鎂溶液都不反應(yīng)，說明銅在鐵和鎂的后面，無法判斷鐵和鎂的活潑性。
B、鐵、銅和氯化鎂溶液都不反應(yīng)，說明鎂在鐵和銅的前面，無法判斷鐵和銅的活潑性。
C、鎂和氯化銅溶液、硫酸亞鐵溶液都反應(yīng)，說明鎂在鐵和銅的前面，無法判斷鐵和銅的活潑性（有時可以考慮將鎂條放入氯化銅和硫酸亞鐵的混合溶液，鎂條表面首先變成紅色（先生成的是銅），中間不斷用砂紙打磨鎂條，最后插入溶液中會表面變黑（此時是生成的鐵），通過這樣也可以考慮，但是由于鎂條能夠與水反應(yīng)，所以導(dǎo)致很難察覺與鐵的反應(yīng)，所以不便操作）。
D、鐵能和硫酸銅溶液反應(yīng)，鐵比銅活潑，不能和氯化鎂溶液反應(yīng)，說明鎂比鐵活潑。
故選：D。
【典例1-2】（2022秋?迎江區(qū)校級期末）某化學(xué)實驗小組為探究鐵、銅、錳（Mn）的金屬活動性順序，進行了如下探究活動。
【作出猜想】
對Mn的金屬活動性提出了三種猜想：
猜想①Fe＞Mn＞Cu。
猜想②Mn＞Fe＞Cu。
猜想③ Fe＞Cu＞Mn 。
【實驗驗證】
把用砂紙打磨過的錳片浸入FeCl2溶液中，過一會兒取出，發(fā)現(xiàn)金屬錳表面有黑色固體析出，則猜想 ② 正確。寫出錳與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式（錳在化合物中顯+2價）： Mn+2HCl═MCl2+H2↑ 。
【拓展延伸】
用錳片、FeCl2溶液和 Cu片 ，通過實驗探究能夠判斷Fe、Cu、Mn三種金屬活動性順序。
【答案】【作出猜想】猜想③：Fe＞Cu＞Mn
【實驗驗證】②；Mn+2HCl═MCl2+H2↑；
【拓展延伸】Cu片。
【分析】【作出猜想】金屬活動性順序：Fe＞Cu，再根據(jù)猜想①和猜想②，可以推知猜想③；
【實驗驗證】根據(jù)金屬活動性順序及實驗現(xiàn)象進行分析，得出實驗結(jié)論；錳與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化錳和氫氣，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
【拓展延伸】判斷三種金屬的活動性可以采用“兩金夾一鹽”的方法。
【解答】解：【作出猜想】金屬活動性順序：Fe＞Cu，根據(jù)猜想①Fe＞Mn＞Cu和猜想②Mn＞Fe＞Cu，可知猜想③Fe＞Cu＞Mn；
【實驗驗證】把用砂紙打磨過的錳片浸入FeCl2溶液中，過一會兒取出，發(fā)現(xiàn)金屬錳表面有黑色固體析出，說明錳能置換鐵，錳的活潑性大于鐵，則猜想②正確；錳與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化錳和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式：Mn+2HCl＝MnCl2+H2↑；
【拓展延伸】錳片能夠與FeCl2溶液反應(yīng)置換出鐵，而銅片與氯化亞鐵溶液不反應(yīng)，據(jù)此可以得出Fe、Cu、Mn的金屬活動性順序為Mn＞Fe＞Cu。
故答案為：
【作出猜想】猜想③：Fe＞Cu＞Mn
【實驗驗證】②；Mn+2HCl═MCl2+H2↑；
【拓展延伸】Cu片。
【典例1-3】（2023?高要區(qū)一模）某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)想為鉻（Cr）和錳（Mn）在金屬活動性順序表中找個“家”。已知兩種金屬可能排在下列①～④的位置中。請設(shè)計實驗確定它們的位置。
K Ca Na Mg ①Al ②Zn ③Fe Sn Pb（H）Cu ④Hg Ag Pt Au
（1）（查閱資料）
a.鉻是銀白色金屬，常溫下在空氣中表面能形成致密的氧化膜。
b.錳是灰白色的金屬。
c.CrSO4溶液呈綠色，MnSO4溶液呈淡粉紅色。
d.Cr和Mn在下列反應(yīng)形成的化合物中都顯+2價。
通過閱讀分析資料，我們知道鉻的位置肯定不在 ④ 。（填“①”“②”“③”“④”）
（2）（設(shè)計實驗）
通過以上探究，同學(xué)們成功確定鉻和錳在金屬活動性順序表中的位置。
（3）（拓展討論）在錳片中滴加硝酸銀和硝酸鎂的混合溶液，充分反應(yīng)后過濾，濾渣中一定有 銀或Ag ，濾液中一定含有的金屬陽離子是 Mn2+和Mg2+ 。
【答案】（1）④；
（2）錳片表面冒氣泡產(chǎn)生；Mn+H2SO4＝MnSO4+H2↑；3Cr+Al2（SO4）3＝3CrSO4+2Al；鉻＞鋁＞錳；③；
（3）銀或Ag；Mn2+和Mg2+。
【分析】（1）根據(jù)鉻常溫下在空氣中表面能形成致密的氧化膜分析；
（2）根據(jù)金屬活動性順序的探究方法分析；
（3）根據(jù)錳的活動性介于鎂和銀之間分析。
【解答】解：（1）（查閱資料）根據(jù)題干資料顯示鉻常溫下表面能形成致密的氧化膜，說明鉻常溫下能與氧氣反應(yīng)，則鉻化學(xué)性質(zhì)活潑，銅常溫下不與氧氣反應(yīng)，則Cr金屬活動性大于Cu，位置在Cu之前，故Cr肯定不在位置④；
（2）（設(shè)計實驗）根據(jù)題干信息可知錳的金屬活動性在氫之前，則Mn能與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，故在錳片中滴加稀硫酸能觀察到錳表面有氣泡產(chǎn)生；Mn在化合物中顯+2價，則硫酸錳化學(xué)式為MnSO4，錳與硫酸反應(yīng)生成硫酸錳與氫氣，化學(xué)反應(yīng)方程式為：Mn+H2SO4＝MnSO4+H2↑；
CrSO4溶液呈綠色，在鉻片和錳片中分別滴加硫酸鋁溶液，鉻片表面有固體析出，溶液變綠色，錳片表面沒有明顯變化，說明鉻能置換出硫酸鋁中的鋁，生成CrSO4，則鉻的金屬活動性大于鋁，錳片不能與硫酸鋁反應(yīng)，說明錳的金屬活動性小于鋁，綜上得出金屬活動性Cr＞Al＞Mn；Cr在化合物中化合價為+2價，則硫酸鉻的化學(xué)式為CrSO4，鉻與硫酸鋁反應(yīng)生成硫酸鉻與鋁，化學(xué)反應(yīng)方程式為：3Cr+Al2（SO4）3＝3CrSO4+2Al；
在錳片中滴加ZnSO4溶液錳片表面沒有明顯變化，說明錳不能置換出硫酸鋅中的鋅，則金屬活動性Zn＞Mn，綜上分析得出Mn的位置應(yīng)該在③處；
（3）（拓展討論）根據(jù)上述分析得出錳的金屬活動小于鎂，大于銀，所以錳不能與硝酸鎂反應(yīng)，能與硝酸銀反應(yīng)生成銀與硝酸錳，則在錳片加入硝酸銀與硝酸鎂的混合溶液中存在以下三種情況：
情況一：當(dāng)錳與部分硝酸銀反應(yīng)時，濾液中溶質(zhì)為AgNO3、Mg（NO3）2、Mn（NO3）2，濾渣為Ag；
情況二：當(dāng)錳與硝酸銀恰好完全反應(yīng)時，濾液中溶質(zhì)為Mg（NO3）2、Mn（NO3）2，濾渣為Ag；
情況三：當(dāng)錳過量時，濾液中溶質(zhì)為Mg（NO3）2、Mn（NO3）2，濾渣為Ag、Mn；
綜上得出濾渣中一定含有Ag，濾液中一定含有溶質(zhì)Mg（NO3）2、Mn（NO3）2，則濾液中一定含有的陽離子為：Mn2+和Mg2+。
故答案為：（1）④；
（2）錳片表面冒氣泡產(chǎn)生；Mn+H2SO4＝MnSO4+H2↑；3Cr+Al2（SO4）3＝3CrSO4+2Al；鉻＞鋁＞錳；③；
（3）銀或Ag；Mn2+和Mg2+。
【變式1-1】（2021?綿陽模擬）為探究鋅、銅、鐵三種金屬的活動性順序，某學(xué)習(xí)小組做了如甲圖所示實驗。實驗結(jié)束后將試管①、試管②內(nèi)的物質(zhì)全部倒入同一燒杯中，充分反應(yīng)后發(fā)現(xiàn)燒杯中的紅色固體物質(zhì)明顯增多（如乙圖所示）。下列說法不正確的是（ ）
A．甲圖所示試管②中反應(yīng)后固體一定不含鐵
B．乙圖所示反應(yīng)后燒杯中的固體一定含有鐵
C．乙圖所示反應(yīng)后燒杯中的溶液一定含有氯化鋅和氯化亞鐵，可能含有氯化銅
D．乙圖所示反應(yīng)后燒杯中最后所得固體的質(zhì)量一定大于2a g
【答案】B
【分析】金屬活動性順序中，排在氫前面的金屬，能和稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)生成鹽和氫氣，排在前面的金屬，能把排在后面的金屬從它的鹽溶液中置換出來。
【解答】解：A、充分反應(yīng)后發(fā)現(xiàn)燒杯中的紅色固體物質(zhì)明顯增多，是因為圖所示試管②中反應(yīng)后氯化銅過量，過量的氯化銅和①中的鐵反應(yīng)生成銅和氯化亞鐵，即甲圖所示試管②中反應(yīng)后固體一定不含鐵，該選項說法正確；
B、乙圖所示反應(yīng)后燒杯中的固體不一定含有鐵，例如氯化銅溶液過量時則鐵完全反應(yīng)，該選項說法不正確；
C、乙圖所示反應(yīng)后燒杯中的溶液一定含有氯化鋅和氯化亞鐵，是因為氯化鋅不能反應(yīng)，可能含有氯化銅（氯化銅和鐵反應(yīng)后有剩余），該選項說法正確；
D、鐵和氯化銅反應(yīng)生成氯化亞鐵和銅，反應(yīng)后固體質(zhì)量增大，因此乙圖所示反應(yīng)后燒杯中最后所得固體的質(zhì)量一定大于2ag，該選項說法正確。
故選：B。
【變式1-2】實驗室中用如圖實驗來探究鐵、鋁、銅三種金屬活動性順序及在活動性順序表中相對氫的位置。
（1）乙實驗的現(xiàn)象為 有紅色固體析出，溶液由藍色變?yōu)闇\綠色 。
（2）丙實驗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2Al+3FeSO4＝Al2（SO4）3+3Fe ，該反應(yīng)屬于 置換反應(yīng) （填化學(xué)基本反應(yīng)類型）。
（3）若將上述實驗之一替換為另一種藥品，即可達成實驗?zāi)康?。說明具體的改進方法 將乙試管中的CuSO4溶液，換成稀H2SO4溶液 。
（4）按如圖實驗結(jié)束后，將乙、丙實驗后的剩余物傾倒至一個燒杯中，充分反應(yīng)。然后將甲實驗的剩余物倒入此燒杯，無氣泡產(chǎn)生，最后燒杯中的溶液 不可能 （填“可能”或“不可能”）是無色的，乙實驗中，反應(yīng)物為過量的是 CuSO4 。
【答案】（1）有紅色固體析出，溶液由藍色變?yōu)闇\綠色；
（2）2Al+3FeSO4＝Al2（SO4）3+3Fe；
（3）將乙試管中的CuSO4溶液，換成稀H2SO4溶液；
（4）不可能；CuSO4。
【分析】（1）依據(jù)鐵與硫酸銅的反應(yīng)原理分析；
（2）依據(jù)鋁與硫酸亞鐵反應(yīng)生成鐵與硫酸鋁分析；
（3）依據(jù)題中試劑分析；
（4）依據(jù)乙、丙反應(yīng)原理，和題中信息分析。
【解答】解：鐵與硫酸銅的反應(yīng)生成銅與硫酸亞鐵，則乙實驗的現(xiàn)象為有紅色固體析出，溶液由藍色變?yōu)闇\綠色；故填：有紅色固體析出，溶液由藍色變?yōu)闇\綠色；
（2）鋁與硫酸亞鐵反應(yīng)生成鐵與硫酸鋁，則丙實驗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+3FeSO4＝Al2（SO4）3+3Fe；故填：2Al+3FeSO4＝Al2（SO4）3+3Fe；
（3）分析實驗試劑可知，甲實驗說明在金屬活動性順序表中，銅排在氫之后，丙實驗說明在金屬活動性順序表中鋁排在鐵之前，則將乙試管中的CuSO4溶液，換成稀H2SO4溶液，說明在金屬活動性順序表中，鐵排在氫之前，所以將乙試管中的CuSO4溶液，換成稀H2SO4溶液可以比較出鐵、鋁、銅三種金屬活動性順序在活動性順序表中相對氫的位置；故填：將乙試管中的CuSO4溶液，換成稀H2SO4溶液；
（4）分析乙、丙反應(yīng)原理可知，乙反應(yīng)后的物質(zhì)一定有銅和硫酸亞鐵，丙反應(yīng)后的物質(zhì)一定有鐵和硫酸鋁，將乙、丙實驗后的剩余物傾倒至一個燒杯中，充分反應(yīng)。然后將甲實驗的剩余物倒入此燒杯，無氣泡產(chǎn)生，說明將乙、丙實驗后的剩余物充分反應(yīng)后的固體不含鋁和鐵，也就是說，乙試管反應(yīng)后的物質(zhì)中還有剩余的硫酸銅，無論丙試管反應(yīng)后的固體是鐵還是鋁與鐵，他們與硫酸銅反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)都一定有硫酸亞鐵，硫酸亞鐵溶液為淺綠色，則最后燒杯中的溶液不可能是無色的，乙實驗中，反應(yīng)為過量的是CuSO4；故填：不可能；CuSO4。
【變式1-3】（2022秋?郴州期末）（1）某研究性學(xué)習(xí)小組為驗證銅、鐵、鋅三種金屬的活動性，進行了如圖1所示實驗：
研究性學(xué)習(xí)小組根據(jù)氣球膨脹的快慢得出的結(jié)論是：鐵＞鋅＞銅，結(jié)論與我們學(xué)習(xí)的知識不符，你認為要使實驗成功，除了用砂紙打磨外還應(yīng)該怎樣改正： 把實驗C的鐵粉換成跟鋅片、銅片一樣大小的鐵片 ，改正后的實驗中氣球膨脹最快的是 A 。（選填“A、B或C”）
（2）用如圖2所示的裝置進行實驗，驗證可燃物燃燒的條件并測定空氣中氧氣含量（已知白磷的著火點為40℃，紅磷的著火點為240℃）。
①驗證可燃物燃燒的條件：向Y型管中放入足量紅磷和白磷，塞好橡膠塞，關(guān)閉彈簧夾。然后將Y型管放入80℃的熱水中，觀察到紅磷不燃燒，白磷燃燒，說明可燃物燃燒的條件之一是 溫度達到著火點 ，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 4P+5O22P2O5 。
②測定空氣中氧氣含量：已知Y型管的容積是60mL，待白磷熄滅，裝置冷卻至室溫后，打開彈簧夾，會觀察到量筒中的水約減少了 12 mL。
【答案】（1）把實驗C的鐵粉換成跟鋅片、銅片一樣大小的鐵片；A；
（2）①溫度達到著火點；4P+5O22P2O5；②12。
【分析】（1）根據(jù)銅、鐵、鋅三種金屬中鐵粉和酸的接觸面積最大，以及鋅的金屬活動性最強來分析；
（2）①根據(jù)可燃物燃燒的條件，以及白磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷來分析；
②根據(jù)Y型管的容積，以及氧氣約占空氣總體積的五分之一來分析。
【解答】解：（1）某研究性學(xué)習(xí)小組為驗證銅、鐵、鋅三種金屬的活動性，進行了如圖1所示實驗。實驗用的液體都是2mL10%的稀硫酸，但固體分別是鋅粒、銅粒和鐵粉，反應(yīng)是鐵粉和酸的接觸面積最大，反應(yīng)最快，所以研究性學(xué)習(xí)小組根據(jù)氣球膨脹的快慢得出的結(jié)論是：鐵＞鋅＞銅，結(jié)論與我們學(xué)習(xí)的知識不符，如果要使實驗成功，除了用砂紙打磨外還應(yīng)該把實驗C的鐵粉換成跟鋅片、銅片一樣大小的鐵片；改正后的實驗中，鋅的金屬活動性最強，反應(yīng)最快，則氣球膨脹最快的是A。
（2）用如圖2所示的裝置進行實驗，驗證可燃物燃燒的條件并測定空氣中氧氣含量（已知白磷的著火點為40℃，紅磷的著火點為240℃）。
①驗證可燃物燃燒的條件：向Y型管中放入足量紅磷和白磷，塞好橡膠塞，關(guān)閉彈簧夾。然后將Y型管放入80℃的熱水中，觀察到紅磷不燃燒，白磷燃燒，說明可燃物燃燒的條件之一是溫度達到著火點；該反應(yīng)是白磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4P+5O22P2O5。
②測定空氣中氧氣含量：已知Y型管的容積是60mL，白磷燃燒消耗了Y型管內(nèi)的氧氣，氧氣約占空氣總體積的五分之一，則待白磷熄滅，裝置冷卻至室溫后，打開彈簧夾，會觀察到量筒中的水約減少了60mL×＝12mL。
故答案為：
（1）把實驗C的鐵粉換成跟鋅片、銅片一樣大小的鐵片；A；
（2）①溫度達到著火點；4P+5O22P2O5；②12。
【考點2 探究金屬銹蝕的條件】
【典例2-1】（2020?沈河區(qū)二模）小紅用三根相同的鐵釘進行鐵制品銹蝕條件的探究（如圖），一周后觀察現(xiàn)象。下列說法錯誤的是（ ）
A．該實驗說明鐵生銹需要與氧氣和水同時接觸
B．對比甲和丙中出現(xiàn)的現(xiàn)象，可說明鐵生銹需要氧氣
C．乙中的蒸餾水要事先煮沸，目的是除去水中溶解的氧氣
D．若把甲中蒸餾水換成食鹽水，則鐵釘更容易生銹
【答案】B
【分析】判斷鐵生銹被氧化需要的條件已經(jīng)用控制變量法找出鐵生銹的具體成因。
【解答】解：A．通過甲、乙、丙三組實驗，互相對比會發(fā)現(xiàn)，甲中既有水又有氧氣，生銹較快；乙中只有水沒有氧氣，不會生銹；丙中只有氧氣沒有水，不會生銹；三組實驗互相對比可以得出，鐵釘生銹需要氧氣和水。故A選項正確；
B．對比甲和丙中出現(xiàn)的現(xiàn)象，甲中既有水又有氧氣鐵釘生銹，丙中只有氧氣沒有水，鐵釘沒有生銹，說明鐵釘生銹過程中需要水，兩組實驗對比無法證明鐵生銹需要氧氣，故B選項錯誤；
C．因為實驗過程中要控制變量，乙的實驗?zāi)康氖且C明鐵生銹過程中不能只有水，還需要氧氣，因此要控制變量，把乙中的水煮沸，除去溶解在水中的氧氣，達到控制變量的目的，故C選項正確；
D．食鹽水會加快金屬銹蝕的速率，若把甲中的蒸餾水換成食鹽水，鐵釘會更容易生銹，故D選項正確。
綜上所述，故選：B。
【典例2-2】（2022春?泰山區(qū)校級期末）小林同學(xué)發(fā)現(xiàn)銅制眼睛框表面出現(xiàn)了綠色物質(zhì)，通過化學(xué)學(xué)習(xí)知道該物質(zhì)為銅銹，俗稱銅綠，主要成分是Cu2（OH）2CO3．
[提出問題]銅在什么條件下銹蝕的？
[猜想]根據(jù)銅銹的化學(xué)式，猜想銅生銹可能是銅和水、 氧氣 、 二氧化碳 共同作用的結(jié)果．
[設(shè)計與實驗]借鑒“鐵釘銹蝕條件的探究”實驗，小林設(shè)計了“銅片銹蝕條件的探究”實驗如圖所示．
（1）實驗較長時間后，發(fā)現(xiàn) B 試管中的光亮銅片最先生銹（填字母編號）．
（2）從優(yōu)化實驗的角度考慮，A實驗是多余的，它只考慮了水這個單一條件．C試管中除光亮銅片、蒸餾水外，還有的另外一種物質(zhì)為 氧氣 ．
（3）D試管中除光亮的銅片外，還有的另外兩種物質(zhì)為 氧氣 、 二氧化碳 ；從D試管的實驗中，獲得的結(jié)論是 銅在干燥空氣中不會生銹 ．
[評價與改進]我認為小林設(shè)計的“銅片銹蝕條件的探究”實驗不夠完善，要得出正確結(jié)論，還要補充的一個實驗是（可圖示） ．
【答案】見試題解答內(nèi)容
【分析】由銅綠的化學(xué)式Cu2（OH）2CO3，得知銅綠由Cu、C、H、O四種元素組成，在此認識基礎(chǔ)上對銅生銹的條件進行合理地、大膽地猜測，然后依據(jù)猜測，結(jié)合“鐵釘銹蝕條件的探究”獲得的技能，對“銅片銹蝕條件的探究”的設(shè)計方案進行評價與改進．本題涉及方案的設(shè)計、評價與改進，題目難度較大．
【解答】解：[猜想]由組成銅綠的四種元素，依據(jù)質(zhì)量守恒的思想，其中C元素來自空氣中的二氧化碳氣體、H元素來自水，而O元素則可能來自二氧化碳、水或者占空氣體積分?jǐn)?shù)21%的氧氣．故答：氧氣、二氧化碳．
（1）圖A中上層的油層隔離了空氣，其中的銅片也就只與水接觸，遠遠不能滿足銅銹蝕條件，因此放置時間再長也不會出現(xiàn)銹蝕；故不選A試管．
圖B，試管中有水且敞口放置，其中銅片與水、二氧化碳、氧氣都接觸，應(yīng)該是四支試管中最能滿足銹蝕條件的，因此應(yīng)該最先生銹；故選B．
圖C，試管內(nèi)有水和空氣，但因管口塞住，不能與外界空氣產(chǎn)生氣體交換，就會因二氧化碳量不足很難甚至不能出現(xiàn)生銹；故不選C．
圖D，試管內(nèi)因缺少水，不滿足銅片銹蝕條件，不會出現(xiàn)生銹現(xiàn)象；故不選D．
（2）C管內(nèi)是銅、水、少量空氣，空氣中二氧化碳氣體含量很少可忽略其存在，因此可認為銅片只和水、氧氣接觸；故答：氧氣．
（3）猜想銅片生銹應(yīng)與水、氧氣、二氧化碳相關(guān)，在探究實驗中每只管內(nèi)只控制一種物質(zhì)，而D管中明顯沒有水，因此應(yīng)設(shè)計為充滿氧氣和二氧化碳的混合氣體．故答：氧氣、二氧化碳．
[評介與改進]題圖所提供的四支試管，A管因只有水而被去除，B管內(nèi)為二氧化碳、氧氣和水，C管內(nèi)為氧氣和水，D管內(nèi)為二氧化碳和氧氣，綜合起來就能發(fā)現(xiàn)缺少一組對比：銅片與水和二氧化碳接觸而無氧氣的影響．故設(shè)計如圖：
【典例2-3】（2022秋?鶴壁期末）某化學(xué)小組對鋼鐵制品銹蝕的條件進行了探究，設(shè)計了如圖所示的實驗，據(jù)此回答下列有關(guān)問題：
（1）三天后，觀察到序號為 ③ 的試管中的鐵釘明顯生銹。
（2）②中植物油的作用是什么？ 隔絕氧氣
（3）對照實驗①和③，可知鐵銹蝕的條件是什么？ 鐵需要與水接觸
【答案】（1）③；
（2）隔絕氧氣；
（3）鐵需要與水接觸。
【分析】（1）根據(jù)試管①中鐵釘只與氧氣接觸，不生銹，試管②中鐵釘只與水接觸，不生銹，試管③中鐵釘與氧氣和水接觸，生銹進行分析。
（2）根據(jù)②中植物油的作用是隔絕氧氣進行分析。
（3）根據(jù)試管①中鐵釘只與氧氣接觸，不生銹，試管③中鐵釘與氧氣和水接觸，生銹進行分析。
【解答】解：（1）試管①中鐵釘只與氧氣接觸，不生銹，試管②中鐵釘只與水接觸，不生銹，試管③中鐵釘與氧氣和水接觸，生銹，故三天后，觀察到序號為③的試管中的鐵釘明顯生銹；
（2）②中植物油的作用是隔絕氧氣，防止空氣中的氧氣溶于水中，影響實驗結(jié)果；
（3）試管①中鐵釘只與氧氣接觸，不生銹，試管③中鐵釘與氧氣和水接觸，生銹，說明鐵生銹需要與水接觸。
故答案為：（1）③；
（2）隔絕氧氣；
（3）鐵需要與水接觸。
【變式2-1】（2023?溫江區(qū)校級模擬）興趣小組的同學(xué)設(shè)計了如下實驗定量探究鐵銹蝕。
【實驗一】先檢查氣密性，將5g鐵粉和2g炭粉加入三頸燒瓶，t1時刻加入2mL飽和NaCl溶液后，再將一只裝有5mL稀鹽酸的注射器插到三頸燒瓶上，采集數(shù)據(jù)如圖1所示。
【實驗二】反應(yīng)結(jié)束后，打開彈簧夾，測得常溫常壓圖1右側(cè)針筒最后讀數(shù)為VmL。
①對比圖3中AB段和BC段說明氯化鈉溶液是鐵銹蝕的催化劑
②t1～t3時刻裝置內(nèi)溫度升高是因為鐵銹蝕放熱，壓強變小是因為鐵銹蝕消耗了氧氣
③t3時刻壓強突然變大的原因是注射器內(nèi)鹽酸吸入燒瓶，鐵與鹽酸反應(yīng)放出氫氣并放出熱
④試劑a為蒸餾水，目的是為了吸收稀鹽酸揮發(fā)出的HCl氣體
⑤若t3時三頸燒瓶中剩余物質(zhì)過濾、洗滌、干燥后得到mg固體，常溫常壓時氫氣密度是dg/mL，則mg固體中鐵銹的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%，上述說法中不正確的個數(shù)有（ ）
A．1個B．2個C．3個D．4個
【答案】B
【分析】①根據(jù)AB段壓強減小慢，說明消耗氧氣慢，即鐵銹蝕慢，而BC段壓強減小快，說明消耗氧氣快，即鐵銹蝕快分析；
②根據(jù)鐵銹蝕消耗氧氣，t2時刻后溫度開始降低分析；
③根據(jù)t3時刻隨著壓強減小注射器內(nèi)鹽酸吸入燒瓶，鐵與鹽酸反應(yīng)放出氫氣并放出熱分析；
④根據(jù)氫氧化鈉溶液能更好吸收稀鹽酸揮發(fā)出的HCl氣體分析；
⑤根據(jù)固體中鐵銹的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分析。
【解答】解：①圖3中AB段壓強減小慢，說明消耗氧氣慢，即鐵銹蝕慢，而BC段壓強減小快，說明消耗氧氣快，即鐵銹蝕快。對比圖3中AB段和BC段說明氯化鈉溶液加快鐵銹蝕，但不是鐵銹蝕的催化劑，①不正確；
②t1～t2時刻壓強變小，是因為鐵銹蝕消耗氧氣，t2時刻后溫度開始降低，說明鐵銹蝕反應(yīng)停止，不再產(chǎn)生熱量，隨著熱量散失，溫度降低，氣體收縮壓強變小，所以t2～t3時刻因為溫度降低，壓強變小，②不正確；
③t3時刻隨著壓強減小注射器內(nèi)鹽酸吸入燒瓶，鐵與鹽酸反應(yīng)放出氫氣并放出熱，所以t3時刻壓強突然變大，③正確；
④由于氫氧化鈉溶液能更好吸收稀鹽酸揮發(fā)出的HCl氣體，所以試劑a為氫氧化鈉溶液，目的是為了吸收稀鹽酸揮發(fā)出的HCl氣體，④不正確；
⑤設(shè)鐵的質(zhì)量x，
Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑
56 2
x Vdg
x＝28Vdg
固體中鐵銹的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝×100%，⑤正確。
故選：B。
【變式2-2】（2021?河北模擬）利用如圖所示方案進行“探究鐵生銹的條件“的實驗。實驗中觀察到甲中鐵絲不生銹，乙中鐵絲生銹且導(dǎo)管內(nèi)液面升高。
（1）乙裝置中導(dǎo)管內(nèi)液面升高的原因是 氧氣被消耗 。
（2）利用該方案可得出的結(jié)論是：鐵生銹需要 氧氣和水 。
（3）工業(yè)上常用稀鹽酸除去鐵銹，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O 。
【答案】（1）氧氣被消耗；
（2）氧氣和水；
（3）Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O。
【分析】（1）根據(jù)鐵釘和空氣中氧氣、水共同作用會發(fā)生生銹導(dǎo)致錐形瓶內(nèi)氣壓減小進行分析解答；
（2）根據(jù)鐵釘和空氣中氧氣、水共同作用會發(fā)生生銹進行分析解答；
（3）根據(jù)三氧化二鐵和稀鹽酸生成氯化鐵和水分析解答。
【解答】解：（1）鐵釘和空氣中氧氣、水共同作用會發(fā)生生銹導(dǎo)致錐形瓶內(nèi)氣壓減小，故填：氧氣被消耗；
（2）鐵釘和空氣中氧氣、水共同作用會發(fā)生生銹，對比圖中實驗，兩圖中甲中鐵絲只接觸氧氣沒有生銹，乙中既接觸氧氣也接觸水生銹，可以得出鐵與氧氣、水同時接觸會生銹，故填：氧氣和水；
（3）三氧化二鐵和稀鹽酸生成氯化鐵和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O，故填：Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O。
【變式2-3】（2023?揭西縣模擬）每年因鐵的生銹而造成金屬資源的巨大浪費。以下是某化學(xué)興趣小組探究鐵銹蝕的條件。
（1）生活中我們經(jīng)?？吹綉敉忤F制欄桿生銹，推測鐵的銹蝕與 空氣（或氧氣） 、 水 有關(guān)。
（2）興趣小組根據(jù)推測設(shè)計如圖所示的實驗方案（A～F）。
①實驗中使用的水要加熱至沸騰，而后迅速冷卻，目的是 除去水中溶解的氧氣 。
②上圖試管 B （填序號）最符合生活中鐵制品所處環(huán)境，干燥劑的成分是生石灰，生石灰發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 CaO+H2O＝Ca（OH）2 。
③探究鐵銹蝕條件最優(yōu)方案組合是 BEF （填序號）。
（3）興趣小組討論后用如圖（a裝置中鐵粉足量）探究空氣中某成分的體積含量，食鹽的作用是 加快鐵生銹 。
【答案】（1）空氣（或氧氣）；水；
（2）除去水中溶解的氧氣；B；CaO+H2O＝Ca（OH）2；BEF；
（3）加快鐵生銹。
【分析】（1）根據(jù)鐵生銹的條件是鐵同時和氧氣、水接觸分析；
（2）①將水加熱至沸騰后迅速冷卻，能除去水中溶解的氧氣；②氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣；③依據(jù)鐵銹蝕條件，鐵與氧氣和水接觸時會生銹分析解答；
（3）食鹽可以加速鐵的氧化；據(jù)此分析。
【解答】解：（1）鐵與氧氣和水共同接觸時會生銹。
（2）①將水加熱至沸騰后迅速冷卻，能除去水中溶解的氧氣，防止干擾。
②圖中B中的鐵與氧氣和水共同接觸，會生銹；
生石灰為氧化鈣的俗稱，氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaO+H2O＝Ca（OH）2。
③若想探究鐵銹蝕條件，由于鐵與氧氣和水接觸時會生銹，則需分別設(shè)計鐵生銹需要氧氣，鐵生銹需要水，又由于空氣中含有水和氧氣，則A中鐵仍與水和氧氣接觸，則若想探究鐵生銹與水有關(guān)，則應(yīng)選BE；又由于氧氣不易溶于水，但仍有少量氧氣溶于水中，F(xiàn)中水上面放少量油，可防止氧氣溶于水中，則若想探究鐵生銹與氧氣有關(guān)，則選BF。
（3）鐵在鹽水中生銹速度會加快，則食鹽的作用是加快鐵生銹。
故答案為：
（1）空氣（或氧氣）；水；
（2）除去水中溶解的氧氣；B；CaO+H2O＝Ca（OH）2；BEF；
（3）加快鐵生銹。
【考點3 碳、一氧化碳、氫氣還原氧化銅實驗】
【典例3-1】（2022秋?豐南區(qū)校級期末）木炭還原氧化銅和一氧化碳還原氧化銅的實驗裝置如圖所示，下列說法正確的是（ ）
A．兩個實驗的反應(yīng)都屬于置換反應(yīng)
B．兩個實驗的反應(yīng)中僅碳元素的化合價發(fā)生改變
C．兩個實驗中都可觀察到紅色固體變黑
D．兩個實驗的操作中都要防止液體倒吸
【答案】D
【分析】根據(jù)木炭、一氧化碳均具有還原性，均能與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，進行分析判斷。
【解答】解：A、碳與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，該反應(yīng)是一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)，屬于置換反應(yīng)；一氧化碳和氧化銅在加熱條件下生成銅和二氧化碳，該反應(yīng)的反應(yīng)物均為化合物，不屬于置換反應(yīng)，故選項說法錯誤。
B、木炭、一氧化碳均具有還原性，均能與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，兩個實驗的反應(yīng)中不是僅碳元素的化合價發(fā)生改變，銅元素的化合價也發(fā)生了改變，故選項說法錯誤。
C、木炭、一氧化碳均具有還原性，均能與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，兩個實驗中都可觀察到黑色固體變紅，故選項說法錯誤。
D、兩個實驗的操作中都要防止液體倒吸，防止石灰水倒吸入試管或玻璃管中，故選項說法正確。
故選：D。
【典例3-2】（2022秋?安定區(qū)校級期末）（1）圖中A、B兩處的實驗現(xiàn)象是：
A處 黑色粉末逐漸變成紅色 ，
B處 澄清的石灰水變渾濁 ．
（2）一氧化碳還原氧化銅的化學(xué)方程式是 CO+CuOCu+CO2 ，該反應(yīng)說明一氧化碳具有 還原 性．在B處反應(yīng)的方程式 CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O ．
（3）該裝置中存在的主要問題是 沒有對尾氣進行處理 ，改進的具體方法 用酒精燈點燃尾氣 ．
【答案】見試題解答內(nèi)容
【分析】（1）黑色的氧化銅受熱時逐漸變成紅色，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁；
（2）氧化銅和一氧化碳反應(yīng)能生成銅和二氧化碳，二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)能生成碳酸鈣和水；
（3）一氧化碳有毒，擴散到空氣中會污染環(huán)境．
【解答】解：
（1）A處的實驗現(xiàn)象是：黑色粉末逐漸變成紅色；B處的實驗現(xiàn)象是：澄清的石灰水變渾濁．故填：黑色粉末逐漸變成紅色；澄清的石灰水變渾濁．
（2）一氧化碳還原氧化銅的化學(xué)方程式是：CO+CuOCu+CO2．
該反應(yīng)說明一氧化碳具有還原性．故填：還原．
在B處反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O．
（3）該裝置中存在的主要問題是沒有對尾氣進行處理，改進的具體方法是用酒精燈點燃尾氣．故填：沒有對尾氣進行處理； 用酒精燈點燃尾氣．
【典例3-3】（2022秋?靜安區(qū)期末）如圖是初中化學(xué)中兩個重要實驗，請根據(jù)所學(xué)知識作答。
①圖1實驗：加熱前的是操作是 先通入一氧化碳 ，目的是 排盡裝置內(nèi)的空氣，防止爆炸 ，該裝置設(shè)計的不足之處是 無尾氣處理裝置 。
②圖2實驗：實驗過程中觀察到的現(xiàn)象是 C中黑色固體變成紅色，D中澄清石灰水變渾濁 ，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程是 2CuO+C2Cu+CO2↑ 。
③對圖1、2實驗的分析正確的是 ac （填編號）。
a．碳和一氧化碳都具有還原性
b．圖2C中試管口略向下傾斜是因為反應(yīng)中有水生成
c．防止液體倒流，都要先將導(dǎo)管移出石灰水，再熄滅酒精燈或噴燈
d.相同質(zhì)量的氧化銅完全反應(yīng)后，生成相同質(zhì)量的二氧化碳
【答案】①先通入一氧化碳；排盡裝置內(nèi)的空氣，防止爆炸；無尾氣處理裝置；
②C中黑色固體變成紅色，D中澄清石灰水變渾濁；2CuO+C2Cu+CO2↑；
③ac。
【分析】①由于一氧化碳具有可燃性，與空氣混合受熱可能發(fā)生爆炸，據(jù)此分析加熱前需要進行的操作；一氧化碳有毒，污染空氣，據(jù)此分析實驗裝置的不足；
②碳與氧化銅高溫下反應(yīng)生成銅和二氧化碳，據(jù)此寫出實驗現(xiàn)象和反應(yīng)發(fā)生的化學(xué)方程式；
③圖1中的反應(yīng)：CuO+COCu+CO2；圖2中的反應(yīng)：2CuO+C2Cu+CO2↑；碳、一氧化碳奪取了氧化銅中的氧元素，發(fā)生了氧化反應(yīng)，具有還原性，結(jié)合以上分析并實驗操作注意事項進行回答。
【解答】解：①由于一氧化碳具有可燃性，與空氣混合受熱可能發(fā)生爆炸；圖1實驗：加熱前的是操作是先通入一氧化碳；排盡裝置內(nèi)的空氣，防止爆炸；由于一氧化碳有毒，污染空氣，該裝置設(shè)計的不足之處是無尾氣處理裝置；
②碳與氧化銅高溫下反應(yīng)生成銅和二氧化碳，因此可以觀察到C中黑色固體變成紅色，D中澄清石灰水變渾濁；發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程是2CuO+C2Cu+CO2↑；
③a．圖1中的反應(yīng)：CuO+COCu+CO2；一氧化碳奪取了氧化銅中氧元素，發(fā)生了氧化反應(yīng)，具有還原性；圖2中的反應(yīng)：2CuO+C2Cu+CO2↑；碳奪取了氧化銅中的氧元素，發(fā)生了氧化反應(yīng)，具有還原性，故正確；
b．給試管內(nèi)的固體加熱，試管口均需要向下傾斜，防止冷凝水倒流到熱的試管而使試管炸裂；圖2反應(yīng)中，沒有水生成，但C中試管口也應(yīng)略向下傾斜，故錯誤；c．為防止液體倒流，都要先將導(dǎo)管移出石灰水，再熄滅酒精燈或噴燈，故正確；
d.圖1中的反應(yīng)：CuO+COCu+CO2；圖2中的反應(yīng)：2CuO+C2Cu+CO2↑；根據(jù)兩個反應(yīng)方程式可知，相同質(zhì)量的氧化銅完全反應(yīng)后，生成二氧化碳的質(zhì)量不相等，故錯誤；
故選ac。
故答案為：
①先通入一氧化碳；排盡裝置內(nèi)的空氣，防止爆炸；無尾氣處理裝置；
②C中黑色固體變成紅色，D中澄清石灰水變渾濁；2CuO+C2Cu+CO2↑；
③ac。
【變式3-1】（2021秋?新邵縣期末）木炭、一氧化碳在一定條件下都能與CuO發(fā)生反應(yīng)，下列敘述正確的是（ ）
A．反應(yīng)都必須在高溫的條件下才能進行
B．反應(yīng)前后C、Cu、O三種元素的化合價都發(fā)生了變化
C．反應(yīng)中固體減少的質(zhì)量一定等于生成CO2的質(zhì)量
D．反應(yīng)中C、CO都得到氧，發(fā)生氧化反應(yīng)
【答案】D
【分析】A、根據(jù)反應(yīng)的條件分析；
B、根據(jù)化合價原則分析判斷；
C、根據(jù)質(zhì)量守恒定律分析；
D、根據(jù)氧化反應(yīng)分析。
【解答】解：A、加熱時氧化銅和一氧化碳反應(yīng)生成銅和二氧化碳，高溫條件下氧化銅和碳反應(yīng)生成銅和二氧化碳，該選項說法不正確；
B、由化合價原則可知，反應(yīng)前后C、Cu兩種元素的化合價都發(fā)生了變化，氧元素的化合價沒有發(fā)生變化，故選項說法不正確；
C、根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，若是一氧化碳還原氧化銅，反應(yīng)中固體減少的質(zhì)量是氧化銅中氧元素的質(zhì)量，一定小于生成CO2的質(zhì)量；若是木炭還原氧化銅，固體減少的質(zhì)量是氧化銅中氧元素的質(zhì)量和參加反應(yīng)的木炭的質(zhì)量，等于生成的二氧化碳的質(zhì)量，故選項說法不正確；
D、反應(yīng)中C、CO都得到氧，發(fā)生氧化反應(yīng)，故選項說法正確。
故選：D。
【變式3-2】（2021秋?圍場縣月考）如圖中的甲、乙分別是木炭與一氧化碳還原氧化銅的實驗裝置圖，請回答下列問題：
（1）甲、乙中觀察到的共同的實驗
現(xiàn)象是① 黑色固體變成光亮的紅色 ；② 澄清的石灰水變渾濁 。
（2）實驗說明木炭與一氧化碳都具有 還原 性；與一氧化碳不同，木炭還原氧化銅需要能產(chǎn)生更高
溫度的酒精噴燈，這說明木炭與一氧化碳相比較， 一氧化碳或CO 的這一性質(zhì)較強。
（3）乙中的尾氣不能直接排放到空氣中，需要處理。你認為比較好的處理方法為： 用導(dǎo)氣管導(dǎo)引到酒精燈火焰處燃燒 。
【答案】（1）黑色固體變成光亮的紅色；澄清的石灰水變渾濁；
（2）還原；一氧化碳或CO；
（3）用導(dǎo)氣管導(dǎo)引到酒精燈火焰處燃燒。
【分析】（1）根據(jù)木炭在高溫下與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，一氧化碳在加加熱條件下與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳進行分析；
（2）根據(jù)反應(yīng)中木炭和一氧化碳都奪走了氧化銅中的氧元素，使氧化銅被還原及反應(yīng)所需條件進行分析；
（3）根據(jù)一氧化碳有毒且具有可燃性進行分析。
【解答】解：（1）根據(jù)木炭在高溫下與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，一氧化碳在加加熱條件下與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，根據(jù)題意，氧化銅是黑色的，銅是紅色的，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，故實驗共同的現(xiàn)象是：黑色固體變成光亮的紅色；澄清的石灰水變渾濁；故答案為：黑色固體變成光亮的紅色；澄清的石灰水變渾濁；
（2）反應(yīng)中木炭和一氧化碳都奪走了氧化銅中的氧元素，使氧化銅被還原，故說明二者都具有還原性；一氧化碳不同，木炭還原氧化銅需要能產(chǎn)生更高溫度的酒精噴燈，這說明一氧化碳更容易與氧化銅反應(yīng)使其被還原，故說明還原性較強的是一氧化碳，故答案為：還原；一氧化碳或CO；
（3）由于一氧化碳有毒，乙中的尾氣不能直接排放到空氣中，一氧化碳能夠燃燒生成無毒的二氧化碳，故處理尾氣比較好的方法是：用導(dǎo)氣管導(dǎo)引到酒精燈火焰處燃燒；故答案為：用導(dǎo)氣管導(dǎo)引到酒精燈火焰處燃燒。
【變式3-4】（2022秋?明山區(qū)校級月考）如圖是還原氧化銅的兩個實驗裝置圖。
（1）實驗A結(jié)束后，如果先熄滅酒精燈，可能會造成 試管炸裂 的后果。
（2）實驗B反應(yīng)中玻璃管內(nèi)可以看到的現(xiàn)象是 黑色固體變?yōu)榧t色 。
（3）實驗裝置B的一個明顯的缺陷是 缺少一個尾氣處理裝置 。
（4）兩個實驗結(jié)束后，固體減少的質(zhì)量為生成的二氧化碳氣體質(zhì)量的是 A （填字母序號）。
【答案】（1）試管炸裂；
（2）黑色固體變?yōu)榧t色；
（3）缺少一個尾氣處理裝置；
（4）A。
【分析】高溫下，木炭與氧化銅反應(yīng)得到銅和二氧化碳，產(chǎn)生的二氧化碳能夠使澄清的石灰水變渾濁；一氧化碳與氧化銅加熱反應(yīng)生成銅和二氧化碳，一氧化碳有毒，不能直接排放到空氣中，需要進行尾氣處理，據(jù)以上分析解答。
【解答】解：（1）實驗A結(jié)束后，如果先熄滅酒精燈，使試管內(nèi)壓強減小，石灰水會倒流入試管，使試管炸裂；
（2）氧化銅為黑色固體，銅為紅色固體；一氧化碳與氧化銅加熱反應(yīng)生成銅和二氧化碳，實驗B反應(yīng)中玻璃管內(nèi)可以看到的現(xiàn)象是黑色固體變?yōu)榧t色；
（3）一氧化碳有毒，不能直接排放到空氣中，實驗裝置B的一個明顯的缺陷是缺少一個尾氣處理裝置；
（4）裝置A中發(fā)生的反應(yīng)為：C+2CuO2Cu+CO2↑；裝置B中發(fā)生的反應(yīng)為CO+CuOCO2+Cu；根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，裝置A中發(fā)生的反應(yīng)中，反應(yīng)物均為固體，反應(yīng)后只有二氧化碳為氣體，銅為固體，因此固體減少的質(zhì)量為生成的二氧化碳氣體質(zhì)量的是A；而裝置B中反應(yīng)前有一氧化碳氣體，反應(yīng)后有二氧化碳氣體，固體減少的質(zhì)量為氧化銅中氧元素質(zhì)量；
故答案為：
（1）試管炸裂；
（2）黑色固體變?yōu)榧t色；
（3）缺少一個尾氣處理裝置；
（4）A。
1．如圖所示，在盛水的試管中放一根潔凈的鐵釘，用帶U型管的膠塞塞緊，U型管內(nèi)液面處于同一高度，數(shù)天后觀察U型管內(nèi)的水面（ ）
A．a(chǎn)比b高
B．b比a高
C．一樣高
D．U型管中的水從b管中全部溢出
【答案】A
【分析】鋼鐵生銹的條件是鋼鐵與氧氣和水同時接觸。酸性溶液、堿性溶液、鹽溶液能促進金屬生銹。
【解答】解：鐵釘與水和氧氣充分接觸，容易生銹。鐵釘生銹時消耗了試管中的氧氣，從而使得試管內(nèi)的氣體壓強減小，在外界大氣壓的作用下，使得U型管內(nèi)液面a處液面上升，b處液面下降。
故選：A。
2．（2023?碭山縣二模）興趣小組同學(xué)用如圖所示的“W”形玻璃管進行微型實驗。下列說法正確的是（ ）
A．a(chǎn)處紅色粉末變黑
B．a(chǎn)處的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)
C．b處的現(xiàn)象為紫色石蕊溶液變紅
D．該實驗體現(xiàn)了CO的可燃性
【答案】C
【分析】根據(jù)一氧化碳具有還原性，能與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，結(jié)合實驗步驟、注意事項等，進行分析判斷。
【解答】解：A、一氧化碳和氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，固體由黑色變成紅色，故選項說法錯誤。
B、a處一氧化碳和氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，一氧化碳和氧化銅均是化合物，不屬于置換反應(yīng)，故選項說法錯誤。
C、b處二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液變紅色，故選項說法正確。
D、實驗利用一氧化碳還原氧化銅，體現(xiàn)了一氧化碳的還原性，故選項說法錯誤。
故選：C。
3．（2022秋?江北區(qū)校級期末）六單元學(xué)習(xí)后，小桓同學(xué)發(fā)現(xiàn)CO、C都能與CuO發(fā)生反應(yīng)，并做了如下總結(jié)，其中正確的是（ ）
A．反應(yīng)條件相同
B．反應(yīng)中都有黑色固體生成
C．反應(yīng)類型都為置換反應(yīng)
D．反應(yīng)中CO和C都作還原劑
【答案】D
【分析】根據(jù)CO、C均具有還原性，均能與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，進行分析判斷。
【解答】解：A、CO與CuO發(fā)生反應(yīng)的條件是加熱，C與CuO發(fā)生反應(yīng)的條件是高溫，故選項說法錯誤。
B、CO、C與CuO發(fā)生反應(yīng)都有銅生成，銅是紫紅色的，反應(yīng)中都有紫紅色固體生成，故選項說法錯誤。
C、CO與CuO的反應(yīng)中，反應(yīng)物是兩種化合物，生成物是一種單質(zhì)和一種化合物，不屬于置換反應(yīng)；C與CuO的反應(yīng)中，反應(yīng)物是一種單質(zhì)和一種化合物，生成物是另一種單質(zhì)和另一種化合物，屬于置換反應(yīng)，故選項說法錯誤。
D、CO、C與CuO的反應(yīng)中，CO、C都能使氧化銅還原成銅，都具有還原性，都是還原劑，故選項說法正確。
故選：D。
4．（2022秋?商南縣期末）下面描述是某種常見金屬的部分性質(zhì)：銀白色有金屬光澤、密度是2.7g/cm3、將該金屬投入稀鹽酸中，可產(chǎn)生大量的無色氣體。根據(jù)上述信息回答以下問題：請自選試劑，設(shè)計實驗探究該金屬與鐵的活動性強弱，并完成下表：
【答案】
【分析】根據(jù)比較該金屬與鐵的活動性強弱可以利用金屬與鹽溶液反應(yīng)來驗證。
【解答】解：因要比較該金屬與鐵的活動性強弱，所以我們可用該金屬與鐵的亞鐵鹽溶液來反應(yīng)，驗證活動性的強弱，將金屬放入硫酸亞鐵溶液，若金屬表面有黑色物質(zhì)析出，表明該金屬的活動性比鐵強。
故答案為：
5．（2020秋?雨花區(qū)期末）某化學(xué)興趣小組進行鐵生銹的實驗探究活動。
（1）該興趣小組將潔凈無銹的鐵釘分別置于如圖所示裝置中，經(jīng)過一段時間觀察， A （填裝置序號）裝置中出現(xiàn)了明顯的銹跡。他們的結(jié)論是：鐵生銹的過程，實際上是鐵與空氣中的 水和氧氣 發(fā)生反應(yīng)的過程。
（2）根據(jù)鐵生銹的條件，要防止鐵制品生銹可采取的方法有 刷漆（或涂油、保持表面潔凈干燥、鍍金屬等） （寫一種）。
【答案】（1）水和氧氣。
（2）刷漆（或涂油、保持表面潔凈干燥、鍍金屬等）。
【分析】鐵與水和氧氣同時接觸時容易生銹，因此隔絕水和氧氣可以防止鐵制品生銹。
【解答】解：（1）經(jīng)過一段時間觀察，A裝置中，鐵與水和氧氣同時接觸，出現(xiàn)了明顯的銹跡，B中鐵與氧氣隔絕，不能生銹，C中鐵與水隔絕，不能生銹，他們的結(jié)論是：鐵生銹的過程，實際上是鐵與空氣中的水和氧氣發(fā)生反應(yīng)的過程。
故填：水和氧氣。
（2）根據(jù)鐵生銹的條件，要防止鐵制品生銹可采取的方法有刷漆涂油、保持表面潔凈干燥、鍍金屬等。
故填：刷漆（或涂油、保持表面潔凈干燥、鍍金屬等）。
6．（2021秋?金華期中）在自然界里大多數(shù)金屬是以化合物的形式存在的．常用的金屬冶煉是通過氫氣、一氧化碳、碳粉與金屬氧化物在高溫下反應(yīng)來實現(xiàn)的．小明在實驗室里做氫氣還原氧化銅的實驗，請回答以下有關(guān)問題：
（1）下面是該實驗的四個步驟，正確的操作順序是 BADC ．
A．加熱 B．通入氫氣 C．停止通入氫氣 D．停止加熱
（2）如圖是實驗室用氫氣還原氧化銅實驗的示意圖．試管口向下傾斜是為了 防止冷凝水流入試管底部，使試管破裂 ．
（3）實驗結(jié)束后，小明在用水清洗試管時發(fā)現(xiàn)試管底部附著的一層紅色物質(zhì)很難洗掉，請你幫他解決這個問題 先把空試管加熱至紅色物質(zhì)變黑，冷卻后再加入稀硫酸，微熱，然后用水沖洗 ．
【答案】見試題解答內(nèi)容
【分析】根據(jù)氫氣還原氧化銅的實驗步驟及注意的事項分析有關(guān)的問題；氫氣還原氧化銅生成了銅，根據(jù)銅的性質(zhì)分析除去的方法．
【解答】解：（1）氫氣是一種可燃性的氣體，與空氣的混合氣體在點燃時易發(fā)生爆炸．所以，實驗開始時，應(yīng)先通入氫氣，排凈試管中的空氣后再加熱；為了防止還原出的熱的銅能與空氣中的氧氣反應(yīng)重新被氧化，反應(yīng)完成后，應(yīng)繼續(xù)通入氫氣，直到試管冷卻為止．所以，實驗的順序是：BADC．
（2）氫氣還原氧化銅有水生成，試管口向下傾斜是為了：防止冷凝水流入試管底部，使試管破裂．
（3）氫氣還原氧化銅生成了銅．由于銅不溶于水，不與鹽酸、硫酸等反應(yīng)，所以，試管底部附著的一層紅色物質(zhì)很難洗掉．但銅能與氧氣反應(yīng)生成了氧化銅，氧化銅能與鹽酸等反應(yīng)生了可溶性的氯化銅．所以，除去試管內(nèi)紅色物質(zhì)的方法是：先把空試管加熱至紅色物質(zhì)變黑，冷卻后再加入稀硫酸，微熱，然后用水沖洗．
故答案為：（1）BADC；（2）防止冷凝水流入試管底部，使試管破裂．（3）先把空試管加熱至紅色物質(zhì)變黑，冷卻后再加入稀硫酸，微熱，然后用水沖洗．
7．（2023?沂源縣一模）學(xué)習(xí)合金知識后，知道了不銹鋼中含有金屬鉻。某同學(xué)想：鉻與常見鐵、銅相比，其金屬活動性強弱如何呢？于是，和同學(xué)們一起進行了以下探究。
【查閱資料】①鉻是銀白色有光澤的金屬，在空氣中，像鋁一樣，其表面能產(chǎn)生致密的氧化膜；②能與稀硫酸反應(yīng)，生成硫酸亞鉻（CrSO4）。
【作出猜想】猜想①Cr＞Fe＞Cu；猜想②Fe＞Cu＞Cr；猜想③ Fe＞Cr＞Cu 。
【設(shè)計與實驗】①張明同學(xué)取大小相等的鐵、銅、鉻三種金屬片，未經(jīng)打磨就分別放入等量等濃度的稀硫酸中，記錄如表：
②李紅同學(xué)也取大小相等的鐵、銅、鉻三種金屬片，先用砂紙打磨后再分別放入等質(zhì)量等濃度的稀硫酸中，記錄如表：
【討論交流】為什么張明和李紅兩個同學(xué)記錄的鉻與稀硫酸反應(yīng)開始的現(xiàn)象截然不同？原因是 鉻能和氧氣反應(yīng)生成致密的氧化膜 。
【實驗驗證】為了進一步確認鐵、銅、鉻三種金屬的活動性強弱，劉斌同學(xué)將打磨過的兩塊鐵片分別放入硫酸亞鉻（CrSO4）溶液和硫酸銅溶液中，觀察到在硫酸亞鉻溶液中無明顯現(xiàn)象，而在硫酸銅溶液中有明顯的現(xiàn)象是 析出紅色固體，溶液由藍色變成淺綠色 ，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是 Fe+CuSO4═FeSO4+Cu 。
【拓展遷移】寫出鉻與稀硫酸反應(yīng)，生成CrSO4的化學(xué)反應(yīng)方程式 Cr+H2SO4═CrSO4+H2↑ 。
【拓展應(yīng)用】向硫酸亞鐵和硫酸銅的混合溶液中加入一定量的鉻，反應(yīng)停止后過濾，得到濾渣和濾液。向濾渣中滴加稀鹽酸，無氣泡產(chǎn)生，則濾液中一定含有 硫酸亞鉻、硫酸亞鐵 。
【答案】【作出猜想】Fe＞Cr＞Cu。
【設(shè)計與實驗】Cr＞Fe＞Cu。
【討論交流】鉻能和氧氣反應(yīng)生成致密的氧化膜。
【實驗驗證】析出紅色固體，溶液由藍色變成淺綠色；Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。
【拓展遷移】Cr+H2SO4═CrSO4+H2↑。
【拓展應(yīng)用】硫酸亞鉻、硫酸亞鐵。
【分析】金屬活動性順序中，排在氫前面的金屬，能和稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)生成鹽和氫氣，排在前面的金屬，能把排在后面的金屬從它的鹽溶液中置換出來，并且金屬越活潑，越容易和鹽反應(yīng)。
【解答】解：【作出猜想】猜想①Cr＞Fe＞Cu；猜想②Fe＞Cu＞Cr；猜想③Fe＞Cr＞Cu。
故答案為：Fe＞Cr＞Cu。
【設(shè)計與實驗】
故答案為：Cr＞Fe＞Cu。
【討論交流】張明和李紅兩個同學(xué)記錄的鉻與稀硫酸反應(yīng)開始的現(xiàn)象截然不同，原因是鉻能和氧氣反應(yīng)生成致密的氧化膜。
故答案為：鉻能和氧氣反應(yīng)生成致密的氧化膜。
【實驗驗證】在硫酸銅溶液中有明顯的現(xiàn)象是析出紅色固體，溶液由藍色變成淺綠色，是因為鐵和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。
故答案為：析出紅色固體，溶液由藍色變成淺綠色；Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。
【拓展遷移】鉻與稀硫酸反應(yīng)，生成氫氣和CrSO4的化學(xué)反應(yīng)方程式是Cr+H2SO4═CrSO4+H2↑。
故答案為：Cr+H2SO4═CrSO4+H2↑。
【拓展應(yīng)用】向硫酸亞鐵和硫酸銅的混合溶液中加入一定量的鉻，鉻先和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鉻和銅，后和硫酸亞鐵反應(yīng)生成硫酸亞鉻和鐵，反應(yīng)停止后過濾，得到濾渣和濾液。向濾渣中滴加稀鹽酸，無氣泡產(chǎn)生，說明濾渣中不含有鐵，則濾液中一定含有反應(yīng)生成的硫酸亞鉻和沒有反應(yīng)的硫酸亞鐵。
故答案為：硫酸亞鉻、硫酸亞鐵。
8．（2023?白云區(qū)二模）學(xué)習(xí)小組對蒸汽眼罩（結(jié)構(gòu)成分為鐵粉、活性炭、吸水樹脂、食用鹽水、無紡布、蛭石等）展開項目化學(xué)習(xí)，設(shè)計了以下項目任務(wù)：
【任務(wù)一】：證明蒸汽眼罩的粉末中含有鐵粉
（1）小組同學(xué)將某品牌“蒸汽眼罩”內(nèi)的粉末處理后，得到黑色粉末。用 藥匙 （填儀器名稱）取少量黑色粉末置于試管中，加入稀鹽酸，觀察到有氣泡產(chǎn)生，靜置較長時間后溶液為淺綠色。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑ 。
【任務(wù)二】：研究蒸汽眼罩打開后能迅速升溫的原因
（2）小組同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)，蒸汽眼罩的熱量來源于鐵粉生銹，鐵生銹是緩慢氧化，蒸汽眼罩內(nèi)的粉末在使用后變?yōu)榧t棕色，其主要成分是 Fe2O3 （填化學(xué)式）。
（3）為研究鐵粉生銹快慢的影響因素，小組同學(xué)設(shè)計了如下表所示的3組實驗進行比對，請完善表格中的實驗內(nèi)容。
實驗中，溫度隨時間變化的圖像如圖所示，從圖像可以看出： 活性炭 （填名稱）和 氯化鈉 （填名稱）共同作用加快了鐵生銹，短時間內(nèi)迅速升溫，使吸水樹脂中的水分蒸發(fā)為水蒸氣。
【任務(wù)三】：比較自制、市售蒸汽眼罩的發(fā)熱差異
（4）取7g鐵粉和2.5g活性炭于無紡布袋中，滴加15滴蒸餾水和10滴溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的濃鹽水，混合均勻制得自制蒸汽眼罩，測得自制及市售蒸汽眼罩發(fā)熱情況如圖所示。市售蒸汽眼罩能持續(xù)放熱并保溫的原因是 鐵生銹放熱 和 蛭石保溫 。
【答案】（1）藥匙；Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑；
（2）Fe2O3；
（3）4；2；活性炭；氯化鈉；
（4）鐵生銹放熱；蛭石保溫。
【分析】（1）根據(jù)鐵和稀鹽酸生成氯化亞鐵和氫氣，反應(yīng)符合一種單質(zhì)和一種化合物生成另一種單質(zhì)和另一種化合物進行分析；
（2）根據(jù)鐵與氧氣和水共同作用生成氧化鐵，蒸汽眼罩內(nèi)的粉末在使用后變?yōu)榧t棕色，其主要成分是氧化鐵進行分析；
（3）根據(jù)研究鐵粉生銹快慢的影響因素，需要控制變量，則鐵粉的質(zhì)量需要相同，活性炭的質(zhì)量需要相同進行分析；
（4）根據(jù)市售蒸汽眼罩能持續(xù)放熱并保溫的原因是鐵生銹放熱和蛭石保溫進行分析。
【解答】解：（1）將某品牌“蒸汽眼罩”內(nèi)的粉末處理后，得到黑色粉末，粉末狀固體用藥匙取用，則用藥匙取少量黑色粉末置于試管中，加入稀鹽酸，觀察到有氣泡產(chǎn)生，靜置較長時間后溶液為淺綠色，反應(yīng)為鐵和稀鹽酸生成氯化亞鐵和氫氣，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑；
（2）蒸汽眼罩的熱量來源于鐵粉生銹，鐵與氧氣和水共同作用生成氧化鐵，則鐵生銹是緩慢氧化，蒸汽眼罩內(nèi)的粉末在使用后變?yōu)榧t棕色，其主要成分是氧化鐵，化學(xué)式為Fe2O3。
（3）為研究鐵粉生銹快慢的影響因素，需要控制變量，則鐵粉的質(zhì)量需要相同，活性炭的質(zhì)量需要相同。
實驗1和實驗2溫度基本不變，實驗3溫度變化較大，說明活性炭和氯化鈉共同作用使鐵生銹加快，則實驗中，溫度隨時間變化的圖像如圖所示，從圖像可以看出：活性炭和氯化鈉共同作用加快了鐵生銹，短時間內(nèi)迅速升溫，使吸水樹脂中的水分蒸發(fā)為水蒸氣。
（4）蒸汽眼罩（結(jié)構(gòu)成分為鐵粉、活性炭、吸水樹脂、食用鹽水、無紡布、蛭石等），市售蒸汽眼罩能持續(xù)放熱并保溫的原因是鐵生銹放熱和蛭石保溫。
故答案為：（1）藥匙；Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑；
（2）Fe2O3；
（3）4；2；活性炭；氯化鈉；
（4）鐵生銹放熱；蛭石保溫。
9．（2022?湘潭縣校級模擬）小聰同學(xué)家新?lián)Q了水龍頭，從說明書上了解到該水龍頭是銅質(zhì)鍍鉻。好奇的小聰想探究鉻（Cr）與常見金屬鐵、銅的活動性強弱，邀請你一同參加。
【作出猜想】
猜想1．Cr＞Fe＞Cu； 猜想2．Fe＞Cu＞Cr； 猜想3．你的猜想是 Fe＞Cr＞Cu 。
【查閱資料】
（1）鉻是銀白色有光澤的金屬，在空氣中其表面能生成抗腐蝕的致密的氧化膜。
（2）鉻能與稀硫酸反應(yīng)，生成藍色的硫酸亞鉻（CrSO4）溶液。
【設(shè)計與實驗】
小聰同學(xué)取大小相等的三種金屬片，用砂紙打磨光亮；再取三支試管，分別放入等量的同種稀硫酸。
【結(jié)論與解釋】
（1）小聰?shù)玫降慕Y(jié)論是猜想 1 正確。
（2）實驗前用砂紙打磨金屬片的目的是 除去金屬表面的氧化膜，利于反應(yīng) 。
【知識運用】
將鉻片投入FeSO4溶液中，反應(yīng) 能 （填“能”或“不能”）進行。若能進行，請你寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式 Cr+FeSO4＝Fe+CrSO4 。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【分析】【作出猜想】根據(jù)三種金屬的活動性順序進行猜想；
【設(shè)計實驗】根據(jù)銅的活動性順序位于氫的后面分析現(xiàn)象；
【結(jié)論與解釋】（1）根據(jù)實驗的現(xiàn)象得出結(jié)論；
（2）根據(jù)金屬的表面常有一層金屬氧化物會影響金屬和溶液反應(yīng)分析；
【知識運用】根據(jù)在金屬活動性順序中，位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們化合物的溶液里置換出來分析并寫出反應(yīng)的方程式。
【解答】解：【作出猜想】三種金屬的活動性順序可能存在三種情況：猜想1為Cr＞Fe＞Cu；猜想2為Fe＞Cu＞Cr，所以猜想3答案：Fe＞Cr＞Cu；
【設(shè)計實驗】因為銅的活動性順序位于氫的后面，因此不能和酸反應(yīng)，表現(xiàn)為無現(xiàn)象；
【結(jié)論與解釋】（1）試管1中實驗現(xiàn)象鐵片表面產(chǎn)生氣泡較慢，溶液變?yōu)闇\綠色，可知金屬鐵在金屬活動順序中排在氫前，根據(jù)鉻片表面產(chǎn)生氣泡較快，溶液變?yōu)樗{色，從而得出鉻也排在氫前且鉻比鐵活潑，因為銅不能和稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，可知銅排在氫的后面，所以猜想1，Cr＞Fe＞Cu正確；
（2）因為金屬的表面常有一層金屬氧化物會影響金屬和溶液的反應(yīng)，因此實驗前用砂紙打磨金屬片的目的是除去金屬表面的氧化膜，利于反應(yīng)；
【知識運用】因為金屬鉻比鐵活潑強，故鉻能和硫酸亞鐵反應(yīng)生成硫酸鉻和鐵，反應(yīng)的方程式為：Cr+FeSO4＝Fe+CrSO4；
故答案為：【作出猜想】Fe＞Cr＞Cu；
【設(shè)計實驗】無明顯現(xiàn)象；
【結(jié)論與解釋】（1）1；
（2）除去金屬表面的氧化膜，利于反應(yīng)；
【知識運用】能； Cr+FeSO4＝Fe+CrSO4。
10．（2022春?襄都區(qū)校級月考）某化學(xué)興趣小組對金屬的性質(zhì)做了如下探究，請你填寫空格：
（1）用如圖所示實驗探究鐵生銹的條件（每支試管中均放有完全相同的潔凈鐵片）：
①試管A發(fā)生的現(xiàn)象，試管B無現(xiàn)象說明鐵的銹蝕與 氧氣 有關(guān)。
②試管D和E實驗的目的是進一步探究鐵在 鹽、酸 的環(huán)境中是否更容易銹蝕。
③為防止金屬銹蝕，可采用 涂油 措施。
（2）某同學(xué)向分別盛有等質(zhì)量的鐵粉和鋅粒的試管中，倒入等質(zhì)量、等溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀硫酸，以“金屬表面產(chǎn)生氣泡的快慢”為標(biāo)準(zhǔn)來判斷兩種金屬的活動性強弱。有的同學(xué)認為這種方案不夠合理，理由是 顆粒大小不同，接觸面不同反應(yīng)速率不同 ，你設(shè)計的方案是 鋅加入硫酸亞鐵溶液（合理答案均可） 。
【答案】（1）①氧氣；
②鹽、酸；
③涂油；
（2）顆粒大小不同，接觸面不同反應(yīng)速率不同；鋅加入硫酸亞鐵溶液（合理答案均可）。
【分析】（1）①根據(jù)試管A與B中發(fā)生的現(xiàn)象分析；
②根據(jù)試管D和E分析；
③根據(jù)防止金屬銹蝕措施分析；
（2）根據(jù)控制變量法，探究兩種金屬的活動性，可以將其中一種金屬放入另一種金屬的鹽溶液中分析。
【解答】解：（1）①試管A中鐵釘與氧氣、水接觸，生銹，B中鐵釘只與水接觸，不生銹，因此試管A發(fā)生的現(xiàn)象，試管B無現(xiàn)象說明鐵的銹蝕與氧氣有關(guān)；故答案為：氧氣；
②試管D將鐵釘放在鹽水中，E將鐵釘放在食醋中，因此試管D和E實驗的目的是進一步探究鐵在鹽、酸的環(huán)境中是否更容易銹蝕；故答案為：鹽、酸；
③鐵生銹是與空氣中的氧氣和水接觸生銹，因此為防止金屬銹蝕，可采用涂油（合理即可）措施。故答案為：涂油；
（2）判斷金屬活動性時除了金屬的種類不同外，其他的都應(yīng)該相同，但是題中的實驗方案顆粒大小不同，因為顆粒大小不同，接觸面不同反應(yīng)速率不同，要探究兩種金屬的活動性，可以將其中一種金屬放入另一種金屬的鹽溶液中，可以采用的方案是鋅加入硫酸亞鐵溶液（合理即可）。故答案為：顆粒大小不同，接觸面不同反應(yīng)速率不同；鋅加入硫酸亞鐵溶液（合理答案均可）。
11．（2022?衢州模擬）為探究某物質(zhì)X對鋼鐵在潮濕環(huán)境下的腐蝕的影響作用，某同學(xué)進行了如下實驗：
①選擇6個容量相同的燒瓶，分別編號為1～6，加入規(guī)格、質(zhì)量相同的鐵絲；
②向1～3號瓶中放入2mL清水，向4～6號瓶中放入2mL10%X的水溶液，將鐵絲潤濕；
③塞上帶有導(dǎo)管的塞子，將導(dǎo)管末端浸入盛有水的燒杯中，記錄導(dǎo)管內(nèi)液面的初始位置（如圖所示）；
④放在室溫環(huán)境下，每隔一小時測量一次，周期為3小時，記錄數(shù)據(jù)。
結(jié)果如表所示：表放置過程中導(dǎo)管內(nèi)液面上升情況（單位：cm）
（1）6號瓶的數(shù)據(jù)明顯與4、5號瓶不同，可能原因是 裝置漏氣（或裝置氣密性差） 。
（2）通過本實驗，可初步得出的結(jié)論是 在潮濕環(huán)境下物質(zhì)X會加速鋼鐵的腐蝕 。
（3）該項探究的設(shè)計是否存在不足？如何改進？ 存在不足，增設(shè)3組相同，3個燒瓶中均加入2mL10%X的水溶液，作為對比實驗
【答案】（1）裝置漏氣（或裝置氣密性差）；
（2）在潮濕環(huán)境下物質(zhì)X會加速鋼鐵的腐蝕；
（3）存在不足，增設(shè)3組相同，3個燒瓶中均加入2mL10%X的水溶液，作為對比實驗。
【分析】根據(jù)表格數(shù)據(jù)，結(jié)合題干信息分析。
【解答】解：（1）6號瓶的數(shù)據(jù)明顯與4、5號瓶不同，導(dǎo)管內(nèi)液面沒有上升，可能原因是裝置漏氣（或裝置氣密性差）。
（2）通過本實驗，可初步得出的結(jié)論是：在潮濕環(huán)境下物質(zhì)X會加速鋼鐵的腐蝕。
（3）該項探究的設(shè)計存在不足，改進為：增設(shè)3組相同，3個燒瓶中均加入2mL10%X的水溶液，作為對比實驗。
故答案為：
（1）裝置漏氣（或裝置氣密性差）；
（2）在潮濕環(huán)境下物質(zhì)X會加速鋼鐵的腐蝕；
（3）存在不足，增設(shè)3組相同，3個燒瓶中均加入2mL10%X的水溶液，作為對比實驗。
12．（2022?永嘉縣模擬）氫氣具有還原性，能在加熱條件下與CuO發(fā)生反應(yīng)：H2+CuO═Cu+H2O．某同學(xué)為了驗證氫氣還原氧化銅的產(chǎn)物，設(shè)計了如下由A、B、C三部分組成的實驗裝置．
（1）實驗中，用鋅粒和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣．實驗開始前需要先檢驗氫氣的純度，然后應(yīng)先通一段時間氫氣，再加熱氧化銅進行反應(yīng)，其主要目的是 排凈試管中的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸 ；
（2）能確認反應(yīng)生成水的實驗現(xiàn)象是 無水硫酸銅變藍 ；
（3）上述實驗裝置還存在不足之處，為了達到實驗?zāi)康模垢鶕?jù)現(xiàn)象得出的結(jié)論更嚴(yán)格更科學(xué)，請你提出修改意見： 在AB之間放一個干燥裝置 ．
【答案】見試題解答內(nèi)容
【分析】（1）根據(jù)氫氣具有可燃性，點燃氫氣與空氣的混合物容易發(fā)生爆炸；
（2）白色的無水硫酸銅遇到水會變藍色；
（3）制備的氫氣中可能混有水蒸氣．
【解答】解：（1）氫氣具有可燃性，點燃或加熱氫氣與空氣的混合物容易發(fā)生爆炸，所以先通一段時間氫氣，是趕盡裝置中的空氣，防止爆炸．故填：排凈試管中的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸；
（2）白色的無水硫酸銅遇到水會變藍色，故填：無水硫酸銅變藍；
（3）制取的氫氣中會混有水蒸氣，為了防止對實驗結(jié)果的干擾，應(yīng)在AB之間防止一個干燥裝置，故填：在AB之間放一個干燥裝置．操作
現(xiàn)象
分析及結(jié)論
在錳片中滴加適量的稀硫酸
錳片表面冒氣泡產(chǎn)生
錳是氫（H）前的金屬，反應(yīng)的化學(xué)方程式是 Mn+H2SO4＝MnSO4+H2↑
在鉻片和錳片中分別滴加硫酸鋁溶液
鉻片表面有固體析出，溶液變綠色，錳片表面沒有明顯變化
反應(yīng)的化學(xué)方程式是 3Cr+Al2（SO4）3＝3CrSO4+2Al 。鉻、錳、鋁的金屬活動性由強到弱的順序是 鉻＞鋁＞錳 。
在錳片中滴加ZnSO4溶液
錳片表面沒有明顯變化
錳的位置在 ③ （填“①”“②”“③”“④”）
你的一種猜想
驗證方法
現(xiàn)象
結(jié)論
該金屬的活動性比鐵強
將金屬放入硫酸亞鐵溶液
金屬表面有黑色物質(zhì)析出
該金屬的活動性比鐵強
你的一種猜想
驗證方法
現(xiàn)象
結(jié)論
該金屬的活動性比鐵強
將金屬放入硫酸亞鐵溶液
金屬表面有黑色物質(zhì)析出
該金屬的活動性比鐵強
你的一種猜想
驗證方法
現(xiàn)象
結(jié)論
該金屬的活動性比鐵強
將金屬放入硫酸亞鐵溶液
金屬表面有黑色物質(zhì)析出
該金屬的活動性比鐵強
實驗操作
鐵片放在稀硫酸中
銅片放在稀硫酸中
鉻片放在稀硫酸中
開始的現(xiàn)象
有少量氣泡產(chǎn)生
無氣泡
無氣泡
結(jié)論
金屬活動性強弱：Fe＞Cu、Fe＞Cr
實驗操作
鐵片放在稀硫酸中呈黃色
銅片放在稀硫酸中
鉻片放在稀硫酸中
開始的現(xiàn)象
產(chǎn)生少量氣泡
無氣泡
產(chǎn)生大量氣泡
結(jié)論
金屬活動性強弱： Cr ＞ Fe ＞ Cu （填元素符號）
實驗操作
鐵片放在稀硫酸中呈黃色
銅片放在稀硫酸中
鉻片放在稀硫酸中
開始的現(xiàn)象
產(chǎn)生少量氣泡（能和稀硫酸反應(yīng)，反應(yīng)速率較慢）
無氣泡（不能和稀硫酸反應(yīng)）
產(chǎn)生大量氣泡（能和稀硫酸反應(yīng)，反應(yīng)速率較快）
結(jié)論
金屬活動性強弱：Cr＞Fe＞Cu
實驗
藥品
實驗1
4g鐵粉、2mL水、2g氯化鈉
實驗2
4 g鐵粉、2mL水、2g活性炭
實驗3
4g鐵粉、2mL水、 2 g活性炭、2g氯化鈉
實驗
藥品
實驗1
4g鐵粉、2mL水、2g氯化鈉
實驗2
4g鐵粉、2mL水、2g活性炭
實驗3
4g鐵粉、2mL水、2g活性炭、2g氯化鈉
實驗
試管1
試管2
試管3
實驗操作
實驗現(xiàn)象
鐵片表面產(chǎn)生氣泡較慢，溶液變?yōu)闇\綠色
鉻片表面產(chǎn)生氣泡較快，溶液變成為藍色
無明顯現(xiàn)象
時間（小時）
1號瓶
2號瓶
3號瓶
4號瓶
5號瓶
6號瓶
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0.1
0
1.2
1.4
0
2
0.8
0.7
0.9
5.6
5.7
0.1
3
3.5
3.2
3.7
9.8
10.0
0.1