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为节省药品和时间,甲、乙、丙三位同学用铜片、锌片、稀硫酸、CuSO4溶液;直流电...

为节省药品和时间,甲、乙、丙三位同学用铜片、锌片、稀硫酸、CuSO4溶液;直流电源、石墨电极、导线、烧杯、试管等中学化学常见的药品和仪器(用品),以巧妙的构思,“接力”的方式,设计了比较铜与锌金属活泼性相对强弱的系列实验。试填写下列空白:

(1)甲同学分别将一小片铜片、锌片置于烧杯底部(铜、锌不接触),小心向烧杯中加入稀硫酸,观察到的现象是______________________________。甲同学的设计思路是________________________________________________________________________。

(2)乙同学接着甲的实验,向烧杯中滴加________溶液,进而观察到的现象是________________________________________________________________________,

________________________。乙同学判断出锌、铜金属活动性相对强弱所依据的原理是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________,

________________________________________________________________________。

(3)丙同学使用直流电源和石墨电极组装电解装置,向乙同学实验后的溶液中补充了必要的试剂(作电解液)。反

应在调控下开始,有关电化学反应的化学方程式为______________________________。获得的明显实验现象是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)请你再单独设计一个简单实验(试剂、仪器自选),证实锌和铜金属活泼性的相对强弱(简要说明操作步骤及现象)____________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

 

(1)锌片表面有气泡产生 在金属活动顺序表中,锌排在氢的前面,可与稀硫酸反应,而铜排在氢的后面,不与稀硫酸反应 (2)CuSO4 锌片表面有红色固体产生 锌片表面产生气泡的速率加快 在金属活动顺序表中,锌排在铜的前面,可将铜从其盐溶液中置换出来 锌表面产生的铜与锌构成原电池的两个电极,使锌与稀硫酸的反应加快 (3)2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑ 阳极产生无色气体,阴极石墨表面产生红色固体 (4)取两片相同的铁片,分别放入盛有ZnSO4溶液、CuSO4溶液的两支试管中,观察铁片表面的变化,发现盛CuSO4溶液的试管中的铁片表面有红色固体生成,而铁片放入ZnSO4溶液中无明显现象(其他合理答案均可) 【解析】 试题分析:根据题目条件和信息可知,甲同学是利用金属活动顺序表的有关知识设计实验证明锌和铜的活泼性;乙同学在甲同学的基础上采用置换反应和电化学原理证明锌和铜的活泼性;由于硫酸铜溶液的加入,锌单质将会与铜离子发生置换反应产生铜附着在锌的表面,从而形成原电池加快了锌与稀硫酸的反应;丙同学采用的是电解法,由于乙反应后的溶液为硫酸锌溶液,所以补充的试剂为硫酸铜。 考点:考查金属性强弱比较的实验探究、实验设计以及基本实验操作
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考点分析:
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现需设计一套实验装置来电解饱和食盐水,并测量电解产生的氢气的体积约6 mL和检验氯气的氧化性(不应将多余的氯气排入空气中)。

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(1)试从上图中选用几种必要的仪器,连成一整套装置,各种仪器接口的连接顺序(填编号)是:A接__________,B接__________;

(2)碳棒接直流电源的________极,电极反应式为

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________;

(3)能说明氯气具有氧化性的实验现象是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________;

(4)假定装入U形管的饱和食盐水为50 mL(电解前后溶液的体积变化可忽略),当测得生成的氢气为5.6 mL(标准状况)时停止通电。摇匀U形管内的溶液后溶液的pH约为________;

(5)用离子方程式表示电解饱和食盐水的总反应:

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________;

氯气与NaOH溶液反应的离子方程式:

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

 

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某研究性学习小组的学生在一次活动中,设计出如下方案来测定铜的相对原子质量:

说明: 满分5 manfen5.com

指导教师认为此方案可行,提供了一瓶含有一定量H2SO4、Fe2(SO4)3杂质的CuSO4溶液及其他相关药品、器材。

(1)同学们首先讨论不纯的CuSO4溶液是否需要提纯。假设你是学习小组的学生,请阐明你的看法。(结合你的意见,只需选择a、b两小题中一题作答,另一问不必回答)

a.需要提纯,加入________(填写试剂化学式),反应后经过滤即可提纯CuSO4溶液。

b.不必提纯,理由是

________________________________________________________________________。

(2)用铜和石墨两个电极电解CuSO4溶液时,铜电极应接电源的________极,石墨电极上的电极反应式是________________________________________;另一极的反应式是

________________________________________________________________________。

(3)该实验测得铜的相对原子质量是

________________________________________________________________________

(用含mV的代数式表示)。

 

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下图中,铁腐蚀由快到慢的顺序为(未标明的电解质溶液为水)(  )

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A.⑥>④>①>②>③>⑤

B.⑤>③>①>②>④>⑥

C.⑤>④>①>②>③>⑥

D.⑤>④>②>①>③>⑥

 

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用普通食盐进行电解饱和食盐水的实验,食盐水装在U形管内,结果很快在某一电极附近出现食盐水浑浊现象。造成浑浊的难溶物主要是(  )

A.碳酸镁                               B.硫酸钡

C.氢氧化镁                             D.碳酸钡

 

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下列说法中可用于金属防护的有(  )

①原电池原理 ②电解原理 ③涂油漆 ④电镀  ⑤置于干燥环境中

A.③④⑤                              B.①②③

C.②③④                               D.全部

 

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