Question

4．京京同學(xué)對(duì)金屬活動(dòng)性順序等知識(shí)進(jìn)行了研究．

（1）根據(jù)圖1中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷，稀鹽酸里的A、B、C、D四種金屬中，在金屬活動(dòng)性順序里，位于氫后面的金屬是（填字母）D．
（2）將甲、乙兩種金屬片分別放入硫酸銅溶液中，乙表面析出紅色固體，申沒有明顯現(xiàn)象．判斷甲、乙、銅三種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)橐遥綜u＞甲．
（3）查閱資料：金屬在活動(dòng)性順序里的位置越后，其化合物越不穩(wěn)定，所以它的氧化物越容易被還原．在下列①②中各寫一個(gè)化學(xué)方程式，③中寫出還原金屑氧化物的方法．

（4）查閱資料：在金屬活動(dòng)性順序里，位于氫后面的金屬Cu，在常溫下雖然不能與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，但可以與稀硝酸反應(yīng)，其化學(xué)方程式為：
3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
反應(yīng)生成的NO是無(wú)色、難溶于水的氣體，在常溫下與空氣中的O₂迅速化合生成N0₂，N0₂是紅棕色、有刺激性氣味的有毒氣體．
用圖2所示實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以證明銅與稀硝酸反應(yīng)生成的氣體是NO．
①檢查裝置的氣密性：關(guān)閉彈簧夾，將干燥管放人帶有水的燒杯中，若觀察到若干燥管內(nèi)的液（水）面比燒杯內(nèi)的液（水）面低，且過(guò)一段時(shí)間后干燥管內(nèi)的液（水）面保持不變，則表明該裝置的氣密性良好．
②按如圖2所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：打開彈簧夾，用注射器慢慢抽取干燥管內(nèi)的氣體，稀硝酸沿著干燥管慢慢上升，直到充滿干燥管，停止抽拉注射器，關(guān)閉彈簧夾，觀察干燥管內(nèi)的現(xiàn)象：銅片表面有氣泡產(chǎn)生，銅片溶解，溶液由無(wú)色變成藍(lán)色，液面下降．
反應(yīng)停止后，打開彈簧夾，用注射器抽取千燥管內(nèi)的氣體（事先已將注射器內(nèi)原有的氣體推出），關(guān)閉彈簧夾后取下注射器，并抽取一定量的空氣，觀察到氣體變?yōu)榧t棕色．
③上述實(shí)驗(yàn)完成后，用足量NaOH溶液將氣體吸收，其目的是防止污染空氣
④圖3是NO₂氣體和空氣混合的實(shí)驗(yàn)示意圖，觀察圖中A、B、D的表示方法，在C處  畫出相應(yīng)的氣體組成的粒子示意圖．
⑤在3.84g Cu中加入100g稀HNO₃溶液，如恰好完全反應(yīng)，計(jì)算生成NO的質(zhì)量（化學(xué)方程式見上）和反應(yīng)前稀HNO₃溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)． （請(qǐng)寫出計(jì)算過(guò)程）

Answer 1

分析 （1）在金屬活動(dòng)性順序里，位于氫后面的金屬是不能與酸發(fā)生反應(yīng)；
（2）分析題中信息可知：甲不能與硫酸銅反應(yīng)，而乙能置換出銅；
（3）利用題中信息：金屬在活動(dòng)性順序里的位置越后，其化合物越不穩(wěn)定，所以它的氧化物越容易被還原，選取合適的金屬氧化物寫出符合反應(yīng)要求的化學(xué)方程式；
（4）①裝置不漏氣，干燥管放入溶液中溶液不能大量進(jìn)入；
②使稀硝酸充滿干燥管，以確保管內(nèi)不殘留有空氣；銅片與稀硝酸發(fā)生反應(yīng)，放出氣體，溶液變成藍(lán)色硫酸銅溶液；
③氮的氧化物都是有毒氣體，應(yīng)避免造成空氣污染；
④移走玻璃片，氣體分子不斷運(yùn)動(dòng)，兩瓶氣體相互擴(kuò)散；
⑤根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，由反應(yīng)消耗銅的質(zhì)量計(jì)算生成NO的質(zhì)量和消耗硝酸的質(zhì)量，再利用溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算公式，求出反應(yīng)前稀HNO₃溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）圖中金屬D表面無(wú)氣泡產(chǎn)生，不能與酸發(fā)生反應(yīng)；
故答案為：D；
（2）放入硫酸銅溶液中，乙表面析出紅色固體，甲沒有明顯現(xiàn)象，說(shuō)明甲的活動(dòng)性不如銅強(qiáng)，而乙的活動(dòng)性比銅強(qiáng)；
故答案為：乙＞Cu＞甲；
（3）①氧化汞受熱分解生成汞和氧氣；
故答案為：2HgO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Hg+O₂↑；
②單質(zhì)碳在高溫條件下可與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳；
故答案為：C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；
③反應(yīng)物鋁為金屬單質(zhì)，反應(yīng)后生成氧化鋁；可看成金屬鋁還原氧化鐵生成氧化鋁和鐵；則還原方法可概括為：用一種金屬還原金屬氧化物；
故答案為：用一種金屬還原金屬氧化物；
（4）①燒杯內(nèi)液體不能較多進(jìn)入干燥管，可說(shuō)明裝置氣密性良好；即觀察到：干燥管內(nèi)的液面比燒杯內(nèi)的液面低，且過(guò)一段時(shí)間后干燥管內(nèi)的液面保持不變；
故答案為：若干燥管內(nèi)的液（水）面比燒杯內(nèi)的液（水）面低，且過(guò)一段時(shí)間后干燥管內(nèi)的液（水）面保持不變；
②為排盡管內(nèi)空氣，應(yīng)使稀硝酸充滿干燥管；進(jìn)入管內(nèi)的稀硝酸與銅反應(yīng)，放出氣體，溶液逐漸變成藍(lán)色，在氣體不斷產(chǎn)生時(shí)，管內(nèi)液面下降；
故答案為：充滿干燥管；銅片表面有氣泡產(chǎn)生，銅片溶解，溶液由無(wú)色變成藍(lán)色，液面下降；
③得用氫氧化鈉吸收有毒的氣體，防止造成空氣污染；
故答案為：防止污染空氣；
④由于氣體分子不斷運(yùn)動(dòng)，氣體相互擴(kuò)散而均勻混合，因此C、D兩瓶?jī)?nèi)粒子基本相同，C瓶?jī)?nèi)粒子圖應(yīng)與D一致；
故答案為：；
⑤設(shè)生成NO的質(zhì)量為x，稀硝酸中溶質(zhì)的質(zhì)量為y
3Cu+8HNO₃═3Cu（NO₃）₂+2NO+4H₂O
192   504              60
3.84g   y               x
$\frac{192}{3.84g}=\frac{504}{y}=\frac{60}{x}$
y=10.08g  x=1.2g
反應(yīng)前稀HNO₃溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{10.08g}{100g}$×100%=10.08%
答：生成NO的質(zhì)量為1.2g，反應(yīng)前稀HNO₃溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.08%．

點(diǎn)評(píng) 本題涉及知識(shí)繁雜，解答時(shí)應(yīng)逐題單獨(dú)分析，不可因出現(xiàn)在一道題中而誤將不相關(guān)的內(nèi)容混為一談．