九年级化学金属的化学性质实验探究专题含答案

金属的化学性质实验探究专题1、某实验小组同学欲通过实验探究金属的性质。

[实验目的] 证明金属活动性强弱：Al＞Cu。

[设计并实施实验] 小组内的3位同学分别做了下述实验：(1)实验中，预期的实验现象是________________________。

(2)对比甲、乙两位同学的实验，推测甲同学开始时没有观察到明显实验现象的原因是______________________________________________________________________________________________________。

该小组同学进一步对实验进行探究。

[提出问题] 为什么打磨过的铝片放入到CuCl2溶液和CuSO4溶液中观察到的现象不同呢？[微观探析] 查阅资料可知两个反应的微观示意图如下。

(3)图中甲反应的化学方程式为____________________________________；Al和CuCl2溶液、CuSO4溶液反应的微观本质是Al和Cu2＋反应生成 Al3＋和__________。

[提出猜想]根据上述图示，小组同学提出了如下猜想。

猜想1：产生现象不同的原因是CuCl2溶液比CuSO4溶液中含有的Cu2＋浓度大。

猜想2：溶液中Cl－对Al和Cu2＋反应有促进作用。

猜想3：溶液中SO42－对Al和Cu2＋反应有阻碍作用。

[设计并实施实验](5)甲同学认为通过实验2得到的结论证据不充足，其理由是溶液中的__________对实验可能有干扰。

(6)丙同学通过查阅资料排除了上述干扰，并模仿实验2又设计了一组3支试管的实验，证明了猜想3也成立。

请在下列方框中画出实验设计图示。

2、化学兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁条在空气中燃烧的实验。

同学们观察到镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的强光，产生的大量白烟弥漫到空气中，最后在石棉网上得到一些白色固体。

(1)请写出镁条燃烧的化学方程式：________________________________。

(2)同学们通过称量发现：在石棉网上收集到产物的质量小于镁条的质量。

有人认为这个反应不遵循质量守恒定律。

你认为出现这样实验结果的原因可能是____________________________________________________________________________________。

(3)小红按图所示装置改进实验，验证了质量守恒定律，还发现产物中有少量黄色固体。

[提出问题] 黄色固体是什么？[查阅资料] ①氧化镁为白色固体；②镁能与氮气剧烈反应生成黄色固体氮化镁(Mg3N2)；③氮化镁可与水剧烈反应产生氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

[作出猜想] 黄色固体是Mg3N2。

[实验探究] 请设计实验，验证猜想。

[反思与交流] ①氮化镁中氮元素的化合价是____________。

②空气中N2的含量远大于O2的含量，可是镁条在空气中燃烧产物MgO却远多于Mg3N2，合理的解释是________________________________________________________________________。

③同学们又联想到氢气在氯气中能够燃烧，于是对燃烧条件又有了新的认识：____________________________________________________________________________________。

3、M是生活中常见的金属，MSO4溶液是无色液体，某化学兴趣小组的同学欲探究M与铜、铝的活动性顺序，请你和他们一起进行以下探究。

[提出问题] M、铜、铝的金属活动性顺序是怎样的？[猜想与假设] 小敏的猜想是Al＞Cu＞M；小强的猜想是Al＞M＞Cu；你的猜想是____________。

[设计与实验一] 小莉取M丝、铜丝、铝丝和编号为①②③的3支试管，进行如表实验(试管中均盛有体积相同、溶质质量分数也相同的稀盐酸)。

[交流与表达] 同学们对同一实验得出两种不同结论的现象进行了讨论，明白了实验刚开始时试管③中无气泡产生的原因，该原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

[设计与实验二] 为了进一步探究三种金属的活动性顺序，同学们取粗细相同、打磨干净的M丝、铝丝及相关溶液，又进行了如图所示的实验。

(1)试管乙中观察到的现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(2)试管丙中反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

[交流与表达] 同学们经讨论后认为该实验可以优化，去掉试管________(填试管编号)中的实验，也可以得出正确的结论。

[解释与结论] 通过以上实验，同学们得出了三种金属的活动性顺序。

[评价与反思] 实验结束后，同学们对实验过程进行了如下反思：(1)影响金属与酸反应速率快慢的因素，除了相互反应的金属和酸的性质外，还有__________________________________(任写一种)。

(2)探究金属活动性顺序时，除了上述实验中已经用到的两种方法外，还可以根据__________________________(任写一种)进行判断。

4、如图所示，小明和小红在做金属活动性顺序的探究实验，他们将铁钉加入硫酸铜溶液中，观察到铁钉表面有气泡产生，一段时间后，在铁钉表面附着了红色的固体。

[提出问题] 产生的气体是什么物质？[作出猜想]猜想一：二氧化硫；猜想二：氢气；猜想三：氧气。

作出猜想的依据是：化学反应前后元素种类不变，因为________________________，所以作出这样的猜想。

[进行实验](1)小红提出，闻一闻产生的气体，方法是___________________________________，根据____________________________，她判断该气体不是二氧化硫。

(2)他们又做了实验：___________________________________________，从而证明了该气体不是氧气。

从而判断该气体是氢气。

经过向老师咨询得知，一般配制硫酸铜溶液时都要加入适量相应的酸以保持溶液的稳定存在。

实验中产生氢气的化学方程式是____________________________________。

[得出结论]从这个实验得到的结论是___________________________________________。

[反思与改进]小明提出，实验中溶液变色的现象不明显，他们决定从铁钉入手进行改进，小明同学提出可以增加铁钉的用量，还可以________________________________________________________________________。

5、化学实验小组的同学们对催化剂产生了兴趣，通过查阅资料了解到氧化铁也能加速氯酸钾的分解。

为了探究氧化铁能否加快过氧化氢的分解，他们设计了实验装置，并进行气体的制备和测量实验。

实验时均以生成40mL气体为标准，相关实验数据记录如下表：(1)完成上述实验及数据的测定需要用到下图中的部分装置，请按组装顺序写出所用到的装置代号____________。

(2)通过实验①和④对比可知，化学反应速率与温度的关系是____________________________________；通过实验②和③对比可知，化学反应速率与______________________有关；通过实验______________和______________对比可知，氧化铁可以加快过氧化氢分解放出氧气的速率。

(3)用一定量15%的过氧化氢溶液制氧气，为了减小反应速率，可加适量的水稀释，产生氧气的总量________(选填“减小”“不变”或“增大”)。

(4)若要证明氧化铁是过氧化氢分解的催化剂，还需要验证它在该反应前后的__________和____________________未发生改变。

(5)同学们还想探究催化剂的颗粒大小对化学反应速率是否有影响，请你帮他们设计实验方案进行探究：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

6、小明在学习金属活动性顺序时，对阅读资料上“活动性较强的金属一般可以将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来”这句话产生了好奇。

为什么用“一般”这个词呢？难道还有例外吗？[查阅资料]①在实验室中，金属钠保存在煤油中。

钠的化学性质活泼，常温下与氧气反应，也可以与水反应并放出氢气。

②含有铜元素的碱及盐的水溶液一般显蓝色。

[实验与分析]①用镊子从煤油中取出金属钠，放在滤纸上，用小刀切下一小块，投入蒸馏水中（右图），发现钠立刻熔化成银白色小球，在水面上游动；在反应后的溶液中滴入酚酞，溶液变成红色。

②若向硫酸铜水溶液中，投入一小块钠，会有蓝色沉淀[Cu(OH)2]产生，但没有红色物质析出。

⑴金属钠保存在煤油中的原因是________ 。

⑵从实验①中，你能得出金属钠的物理性质有(任写两条)________ ， ________ 。

⑶写出钠与水反应的化学方程式________ 。

⑷将金属钠放到硫酸铜溶液中有蓝色沉淀产生的原因是________ 。

[得出结论]活动性较强的金属不一定都能够将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。

[知识拓展]⑸查阅资料可知：在金属活动性顺序里，位于氢后面的金属Cu，在常温下虽然不能与稀盐酸、稀硫酸反应，但可以与无色硝酸溶液反应，其化学方程式为Cu + 4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2 + 2NO2↑ +2H2O。