2022年中考化学实验探究题高分突破06 有关金属活动性的探究（含答案）

这是一份2022年中考化学实验探究题高分突破06 有关金属活动性的探究（含答案），共111页。试卷主要包含了04mL计算， 某实验小组验证等内容，欢迎下载使用。
高分突破06 有关金属活动性的探究
-备战2022年中考化学实验探究题高分突破

1. 学习小组同学在探究Cu、Al、Ag的活动性顺序时，做了如下两个实验，并由此展开了一系列学习探究活动。

【学习交流】
（1）实验中观察到，甲中铝丝表面附着一层______色固体，乙中溶液颜色变为______色。
（2）你认为通过上述实验______（填“能”或“不能”）得出三种金属的活动性强弱。
【拓展探究】
上述实验后，同学们想进行废液的处理与回收，于是将甲、乙中的溶液倒入同一烧杯中，观察到混合溶液（即废液）澄清透明。同学们认为应该先确定废液中是否含有未反应完的CuSO4和AgNO3，为此，他们进行了实验并记录如下：
序号
实验操作
实验现象
实验结论
实验1
取少量废液于试管中，加入______溶液
无明显现象
废液中没有AgNO3
实验2
取少量废液于试管中，加入Ba（NO3）2溶液
产生白色沉淀
废液中含有未反应完的CuSO4
【反思评价】
讨论后大家一致认为实验2所得结论不合理。你认为理由是______ （用化学方程式表示）。
【拓展应用】
同学们尝试从废液中回收铜，将过量铝粉加入废液中，充分反应后过滤，滤液中存在金属阳离子是______（写离子符号）。

2. 某研究性学习小组对铁、铜的金属活动性及实验后的废液进行探究，设计下列实验。
Ⅰ.铁、铜金属活动性比较
实验步骤
实验现象及结论
①将Cu丝插入盛有2mL稀硫酸的试管中
Cu丝无变化，没有发生化学反应
②将Fe丝插入盛有2mL稀硫酸的试管中
Fe丝表面有气泡产生，其反应的化学方程式为____
③将Fe丝插入盛有2mLCuSO4溶液的试管中
Fe丝表面有_______色物质覆盖。
结论：通过上面实验，可知Fe的金属活动性比Cu_______(填“强”或“弱”)。
Ⅱ.将上面①、②、③实验后的液体收集在一烧杯中，对该烧杯中的废液进行分析。
(1)甲同学观察到废液呈现蓝色，认为废液中一定含有_______(填化学式)。
(2)乙同学用玻璃棒蘸取废液滴到pH试纸上，把试纸显示的颜色与_______比较，测得废液pHFe>Cu
①将铝丝插入前应进行的操作是__________。
②小明认为在小刚的实验中只需调整一下插入金属的顺序，就可得出A1>Fe>H>Cu的结论。你认为调整后插入金属的顺序是__________。
【拓展延伸】：金属和盐溶液的反应也可以判断金属活动性的强弱，小王向一定质量的硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入锌粉。溶液质量与加入锌的质量关系如图所示。

请判断在A点时，溶液中的溶质有______种；C点溶液中的溶质是______（写化学式）；D点得到的固体的成分为______（写化学式）。

16．将4cm光亮镁条放入一定量的稀HCl中，产生大量气泡后出现白色固体。小组同学为探究白色不溶物的成分进行如下实验。
【资料】在MgC12溶液中，常温下发生反应：，。
【猜想】I、生成的MgC12过多而析出：Ⅱ、反应后有镁粉剩余：Ⅲ、生成了Mg(OH)2沉淀
【实验】小组同学将上述实验过程所得的白色固体，过滤并用蒸馏水洗涤固体，直至最后一次洗涤所得滤液中滴加硝酸银溶液无______（填现象），分别得到干燥洁净固体mg。
（1）对比实验：将mg固体与mg______，分别加入5mL蒸馏水中，充分振荡，观察到固体没有明显减少。
结论：假设I不成立。
（2）取mg固体，加入稀盐酸。若观察到______现象。
结论：假设Ⅱ也不成立。
（3）取mg固体，全部溶于稀硝酸，将所得溶液分成两等份。
①向一份溶液中滴加过量的NaOH溶液，生成了1.16 gMg（OH)2沉淀；
②向另一份溶液中滴加过量的AgNO3溶液，生成了2.87g沉淀。
结论：假设Ⅲ也不成立。若已知白色固体化学式为【Mga(OH)b____c】，则缺少的元素符号为______。
【结论】经计算分析a：b：c=______。
请写出镁和稀盐酸反应得到白色固体和氢气的化学方程式（已知白色固体和H2两者计量数比为1：2）：______。

17．将光亮镁条放入一定量稀盐酸中，产生大量气泡，一段时间后出现沉淀。某同学对该现象作如下探究。
（1）产生气泡反应的化学方程式为______。
（2）过滤、洗涤、干燥得灰白色固体。对灰白色固体成分作如下探究：
【猜测】固体可能是：①剩余的Mg；②MgCl2晶体：③Mg和MgCl2晶体。
【实验】①取固体样品，加入稀HCl，无气泡产生，则猜测_______（选填序号）不成立。
②称取等质量的灰白色固体和MgCl2晶体分别放入同温、等量水中，灰白色固体不溶解而MgCl2晶体全部______，则猜测②不成立。
资料：①Mg与MgCl2饱和溶液反应，可生成不溶于水的灰白色碱式氮化镁【Mgx(OH)yClz】。
②无水硫酸铜粉末遇水变蓝。
（3）准确称取7.70g样品，充分加热至固体质量不再减少，将产生的气体通入下图装置，测定固体的组成。

【现象】实验中观察到A装置中固体变蓝，说明有______生成。B装置中_______（填现象），说明生成了HCl。
【数据】充分反应后的剩余固体为MgO，其质量为4.80g，装置A增重1.44g。
【计算】碱式氯化镁的化学式为______。
【反思】若生成的水蒸气未被A装置完全吸收，则测得的Mgx(OH)yClz中y值______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

18．化学兴趣小组对“可乐除铁锈”实验展开探究。同学们将几枚生锈的铁钉放入某品牌的可乐中，观察到铁钉表面有气泡产生，容器底部沉有固体物质。取出铁钉后用水清洗，铁钉恢复光亮。
I、容器底部固体成分探究
【实验探究1】取出容器底部剩余的固体物质，用水清洗后干燥，分成甲、乙两份备用。
实验操作
实验现象
解释与结论
①用磁铁靠近固体物质甲
固体物质不能被吸引
固体物质中不含铁单质
②将固体物质甲放入20%的盐酸中
固体逐渐消失，溶液变成黄色
固体物质主要是氧化铁，化学反应方程式为______
Ⅱ、溶液中逸出气体成分探究
【猜想假设】气体中除了可乐本身含有的CO2外，可能还有H2。
【查阅资料】①H2可以还原CuO，生成Cu和H2O。
②无水硫酸铜为白色固体，遇水变蓝。
【实验探究2】将逸出气体依次通过如图的组合装置。

（1）NaOH溶液的作用是______。
（2）实验过程中观察到______现象，证明逸出气体中含有氢气。
Ⅲ、深入探究
【提出问题】铁钉表面已变光亮，而容器底部有大量铁锈剩余的原因是什么？
【猜想假设】①可乐太少，酸性物质量不足。
②可乐酸性弱，与铁锈反应太慢。
【实验探究3】取可乐与锈铁钉反应后的剩余液测得溶液仍然呈酸性，猜想①不成立。
【查阅资料】3%的稀盐酸pH约为1，某品牌可乐的pH值为3.39。质量分数为3%的稀盐酸比该品牌可乐的酸性强。
【实验探究4】取另一份固体物质乙放入3%的稀盐酸中，振荡，观察无明显现象。
【实验结论】对比【实验探究1】和【实验探究4】的不同反应现象可得出：化学反应速率与反应物的______有关。猜想②成立。
【讨论与交流】铁制品常见的防锈方法有哪些？______（至少答2点）。
Ⅳ、废液处理
将【实验探究1】和【实验探究4】中废液混合，从环保角度考虑，最好在废液中加入______g氢氧化钠固体使其充分反应，最终生成的氯化钠质量为11.7g，过滤后再将废液排放。

19．老师曾经在课堂上分别做过镁在空气中燃烧、镁在二氧化碳中燃烧的实验。同学们对镁的化学性质产生了浓厚的兴趣，查阅资料可知，镁是一种比较活泼的金属，加热时可以和氮气发生反应。化学兴趣小组利用如右装置（部分固定装置已略去）制备氮化镁，并通过计算探究其化学式。

【查阅资料】
由于二氧化碳在空气中含量较低，本试验忽略镁与二氧化碳的反应。
【实验过程】
（1）经检查装置气密性良好，仪器、镁粉称量过后按图连接好实验装置。
（2）制备氮化镁的操作步骤如下：
①打开活塞k并通入纯净的N2；
②足够长的时间后，点燃酒精灯，进行反应
③反应结束后，关闭活塞k，熄灭酒精灯；
④完全冷却后，拆除装置，取出产物。
⑤再次称量仪器和剩余固体的质量。
【拓展探究】
（3）实验开始时先通入足够长时间氮气的目的是______。
（4）镁在空气中燃烧主要与氧气而不是氮气反应的原因是______。
（5）有同学认为，步骤③会导致水倒吸回流至药品处，从而导致实验失败。你是否同意他的观点______（填“是”或“否”），请说明你的理由______。
（6）整个反应过程中数据记录如下：
空硬质玻璃管质量/g
硬质玻璃管与镁的质量/g
硬质玻璃管与产物的质量/g
114.8
118.4
119.8

依据实验数据计算得到氮化镁化学式为______；该反应的化学反应方程式为______。
（7）实验中使用镁粉而不使用镁条的原因是______；若刚通入一段时间氮气后就开始试验，测得产物的质量为m克，则m的测量值范围是______。由本实验可知镁在加热或点燃的条件下与其他物质反应，应使用______作为保护气。

20．某研究性学习小组的同学用电解水的方法测定水的组成后，提出问题，“测定水的组成还有其他的方法吗？”经过讨论后，得到了肯定的答案，邀请你一起对此展开探究。

【设计方案】甲同学利用氢气还原氧化铜的原理和上图装置及药品进行实验（操作规范），装置A中发生反应的化学方程式为______，洗气瓶B中浓硫酸的作用为______。
【实验探究】当玻璃管中固体由黑色变为红色时，实验测得：①装置C的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了1.6g；②装置D的干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了1.82g，用此数据算得水中H、O元素的质量比为______，而由水的化学式算得H、O元素的质量比为______。
【意外发现】丙同学不小心将反应后的少量红色固体a洒落到稀硫酸中了，发现除了有红色固体b以外，溶液的颜色由无色变为蓝色。
【提出问题】铜与稀硫酸是不反应的，这里溶液的颜色为什么会变蓝呢？
【查阅资料】①CuO被还原的过程中会有Cu2O生成，Cu2O也能被还原成Cu；
③Cu2O固体是红色的，它与稀硫酸的反应为：。
【得出结论】红色固体a中含有Cu2O。
【分析交流】红色固体a中含有Cu2O是否会影响水组成的测定结果______（填“影响”或“不影响”）。
【提出猜想】针对红色固体a的成分，小组同学提出猜想①是：Cu2O和Cu； 猜想②是：______。
【拓展探究】丁同学利用改进后的装置及药品重新实验，通过测量反应前后固体质量的方法去确定哪种猜想成立，他已称得：①玻璃管的质量；②反应前红色固体a和玻璃管的总质量，完全反应后，你认为他还需要称量______的质量。
【教师点拨】称取一定质量的红色固体a与足量的稀硫酸充分反应后，经过滤、洗涤、干燥后再称量红色固体b的质量，也可以确定哪种猜想成立。
【定量分析】小组同学再次实验，他们开始称取质量为3.6g的红色固体a，与足量的稀硫酸完全反应后得到红色固体b为2g。假如3.6g红色固体a都是Cu2O，请你计算出生成铜的质量______（写出计算过程）；然后，通过与实际得到的固体2g进行比较，判断猜想______成立（填“①或②”）。

21．铁及其化合物在生活生产中应用非常广泛。
（一）铁及其化合物的有关知识
（1）人类使用金属先后经历了“青铜”“铁器”时代，直到近代才开始大量使用铝材料。这也反映出Cu、Fe、Al三种金属的活动性由强到别的顺序是______。
（2）我国在西汉时期就有“曾青得铁则化为铜”之说，用化学方程式表示其原理______。
（3）用铁锅加热食物，说明铁具有______性。
（4）钢铁露置在空气中易生锈，请提出防止其生锈的一种措施______。
（5）Fe3+、Cu2+都能在双氢水分解中起催化作用，如图探究催化剂效果的对比实验中需作的改进为______（滴入溶液浓度相同）。

（二）制备氯化铁晶体（FeCl3﹒6H2O）
氯化铁晶体是一种常用净水剂。某小组用黄铁矿（主要成分是FeS2，与O2在高温下反应生成Fe2O3和SO2，杂质不溶于水且不参加反应）制备氯化铁晶体主要流程如下：

（1）排放SO2会导致酸雨，酸雨是指pHFe>Cu
①将铝丝插入前应进行的操作是__________。
②小明认为在小刚的实验中只需调整一下插入金属的顺序，就可得出A1>Fe>H>Cu的结论。你认为调整后插入金属的顺序是__________。
【拓展延伸】：金属和盐溶液的反应也可以判断金属活动性的强弱，小王向一定质量的硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入锌粉。溶液质量与加入锌的质量关系如图所示。

请判断在A点时，溶液中的溶质有______种；C点溶液中的溶质是______（写化学式）；D点得到的固体的成分为______（写化学式）。
【答案】 有气泡产生，溶液由无色变成浅绿色 用砂纸将铝丝进行打磨 先插入铜丝，再插入铁丝，最后插入铝丝 三或3
【解析】
铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，将铁丝插入稀盐酸中，可观察到有气泡产生，溶液由无色变成浅绿色，故①填：有气泡产生，溶液由无色变成浅绿色；
铝容易与空气中的氧气反应，在表面形成致密的氧化物薄膜，所以在铝丝插入前应将铝丝进行打磨，除去表面氧化物薄膜，故②填：用砂纸将铝丝进行打磨；
为了证明活动性顺序，应先插入铜，铜不与酸反应可证明铜排在H后，再插入铁丝，铁能反应，证明铁在前，然后插入铝丝，铝丝可置换出铁，即可证明活动性顺序为，故③填：先插入铜丝，再插入铁丝，最后插入铝丝；
锌、铜、银的活动性顺序为锌>铜>银，将锌粉放入硝酸铜和硝酸银的混合溶液中，锌先与硝酸银反应置换出银，然后再与硝酸铜溶液反应置换出铜，A点是锌和部分硝酸银反应，A点溶液中的溶质为硝酸锌、硝酸银和硝酸铜，故④填：三或3；
B点硝酸银恰好完全反应，C点硝酸铜恰好完全反应，此时溶液中的溶质为硝酸锌，故⑤填；
D点锌粉过量，因此在D点时固体为铜、银和过量的锌，故⑥填 。

16．将4cm光亮镁条放入一定量的稀HCl中，产生大量气泡后出现白色固体。小组同学为探究白色不溶物的成分进行如下实验。
【资料】在MgC12溶液中，常温下发生反应：，。
【猜想】I、生成的MgC12过多而析出：Ⅱ、反应后有镁粉剩余：Ⅲ、生成了Mg(OH)2沉淀
【实验】小组同学将上述实验过程所得的白色固体，过滤并用蒸馏水洗涤固体，直至最后一次洗涤所得滤液中滴加硝酸银溶液无______（填现象），分别得到干燥洁净固体mg。
（1）对比实验：将mg固体与mg______，分别加入5mL蒸馏水中，充分振荡，观察到固体没有明显减少。
结论：假设I不成立。
（2）取mg固体，加入稀盐酸。若观察到______现象。
结论：假设Ⅱ也不成立。
（3）取mg固体，全部溶于稀硝酸，将所得溶液分成两等份。
①向一份溶液中滴加过量的NaOH溶液，生成了1.16 gMg（OH)2沉淀；
②向另一份溶液中滴加过量的AgNO3溶液，生成了2.87g沉淀。
结论：假设Ⅲ也不成立。若已知白色固体化学式为【Mga(OH)b____c】，则缺少的元素符号为______。
【结论】经计算分析a：b：c=______。
请写出镁和稀盐酸反应得到白色固体和氢气的化学方程式（已知白色固体和H2两者计量数比为1：2）：______。
【答案】 白色沉淀 MgC12 无气泡产生 Cl 1:1:1
【解析】本题涉及镁与盐酸的反应，抓住反应后出现白色固体的特殊现象，展开对白色固体成分的探究。
[实验]
镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，反应后溶液中含有氯化镁，过滤并用蒸馏水洗涤固体目的是洗去固体上残留溶液中的氯化镁，直至最后一次洗涤所得滤液中滴加硝酸银溶液无白色沉淀产生，说明白色不溶物已洗涤干净，故填“白色沉淀”；
（1）验证猜想I，将mg固体与mgMgC12分别加入5mL蒸馏水中进行对比实验，故填“MgC12”；
（2）取mg固体，加入稀盐酸，若假设Ⅱ成立，镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，会观察到固体溶解，产生大量气泡，事实上假设Ⅱ也不成立，故填“固体不溶解，无气泡产生”；
（3）假设Ⅲ也不成立，镁条加入稀盐酸中产生大量气泡后出现白色固体，根据白色固体化学式为【Mga(OH)b____c】，根据化学反应前后元素种类不变，可确定白色固体中一定含有氯元素，氯元素的符号为Cl，故填“Cl”；
[结论]
镁元素质量为：
氯元素质量为：
则a:c=24a:35.5b=0.48g:0.71g=1:1，假设a为1，则c为1，根据化合物中化合价的代数和为零，可知（+2）×1+（-1）×b+(-1)×1=0，得b=1，经计算分析：a：b：c=1:1:1，故填“1:1:1”；
根据质量守恒定律，镁、盐酸、水反应的化学方程式为，故填“”。
【点睛】合理设计实验、科学进行对比实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验、为学会化学奠定基础。

17．将光亮镁条放入一定量稀盐酸中，产生大量气泡，一段时间后出现沉淀。某同学对该现象作如下探究。
（1）产生气泡反应的化学方程式为______。
（2）过滤、洗涤、干燥得灰白色固体。对灰白色固体成分作如下探究：
【猜测】固体可能是：①剩余的Mg；②MgCl2晶体：③Mg和MgCl2晶体。
【实验】①取固体样品，加入稀HCl，无气泡产生，则猜测_______（选填序号）不成立。
②称取等质量的灰白色固体和MgCl2晶体分别放入同温、等量水中，灰白色固体不溶解而MgCl2晶体全部______，则猜测②不成立。
资料：①Mg与MgCl2饱和溶液反应，可生成不溶于水的灰白色碱式氮化镁【Mgx(OH)yClz】。
②无水硫酸铜粉末遇水变蓝。
（3）准确称取7.70g样品，充分加热至固体质量不再减少，将产生的气体通入下图装置，测定固体的组成。

【现象】实验中观察到A装置中固体变蓝，说明有______生成。B装置中_______（填现象），说明生成了HCl。
【数据】充分反应后的剩余固体为MgO，其质量为4.80g，装置A增重1.44g。
【计算】碱式氯化镁的化学式为______。
【反思】若生成的水蒸气未被A装置完全吸收，则测得的Mgx(OH)yClz中y值______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】 ①③##③① 溶解 水 蘸有紫色石蕊试液的试纸变成红色 Mg3（OH）5Cl 偏小
【解析】
（1）镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，故填：Mg+2HCl=MgCl2+H2↑。
（2）实验：
①取固体样品，加入稀HCl，无气泡产生，证明该白色固体中没有金属镁，所以猜想①③不成立。
②MgCl2晶体溶于水，其全部溶解，则猜测②不成立。
（3）现象：无水硫酸铜粉末遇水变蓝，观察到A装置中固体变蓝，说明有水生成。B装置中蘸有紫色石蕊试液的滤纸变成红色，说明有酸性物质生产，则说明生成了HCl。
计算：根据质量守恒定律反应生成的HCl的质量=7.70g-4.80g-1.44g=1.46g 。
则生成氧化镁、水、氯化氢的分子个数比：n（MgO）：n（H2O）：n（HCl）==3:2:1 。根据质量守恒定律化学反应前后，原子的个数种类和个数不变可知，x=3，y=5，z=1。故填：Mg3（OH）5Cl
反思：若生成的水蒸气未被A装置完全吸收，则H2O质量偏小，氢氧根质量偏小。故填：偏小
【点睛】明确质量守恒定律，分子数之比等于实际质量比上相对分子质量的比值。

18．化学兴趣小组对“可乐除铁锈”实验展开探究。同学们将几枚生锈的铁钉放入某品牌的可乐中，观察到铁钉表面有气泡产生，容器底部沉有固体物质。取出铁钉后用水清洗，铁钉恢复光亮。
I、容器底部固体成分探究
【实验探究1】取出容器底部剩余的固体物质，用水清洗后干燥，分成甲、乙两份备用。
实验操作
实验现象
解释与结论
①用磁铁靠近固体物质甲
固体物质不能被吸引
固体物质中不含铁单质
②将固体物质甲放入20%的盐酸中
固体逐渐消失，溶液变成黄色
固体物质主要是氧化铁，化学反应方程式为______
Ⅱ、溶液中逸出气体成分探究
【猜想假设】气体中除了可乐本身含有的CO2外，可能还有H2。
【查阅资料】①H2可以还原CuO，生成Cu和H2O。
②无水硫酸铜为白色固体，遇水变蓝。
【实验探究2】将逸出气体依次通过如图的组合装置。

（1）NaOH溶液的作用是______。
（2）实验过程中观察到______现象，证明逸出气体中含有氢气。
Ⅲ、深入探究
【提出问题】铁钉表面已变光亮，而容器底部有大量铁锈剩余的原因是什么？
【猜想假设】①可乐太少，酸性物质量不足。
②可乐酸性弱，与铁锈反应太慢。
【实验探究3】取可乐与锈铁钉反应后的剩余液测得溶液仍然呈酸性，猜想①不成立。
【查阅资料】3%的稀盐酸pH约为1，某品牌可乐的pH值为3.39。质量分数为3%的稀盐酸比该品牌可乐的酸性强。
【实验探究4】取另一份固体物质乙放入3%的稀盐酸中，振荡，观察无明显现象。
【实验结论】对比【实验探究1】和【实验探究4】的不同反应现象可得出：化学反应速率与反应物的______有关。猜想②成立。
【讨论与交流】铁制品常见的防锈方法有哪些？______（至少答2点）。
Ⅳ、废液处理
将【实验探究1】和【实验探究4】中废液混合，从环保角度考虑，最好在废液中加入______g氢氧化钠固体使其充分反应，最终生成的氯化钠质量为11.7g，过滤后再将废液排放。
【答案】 Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O 吸收二氧化碳 玻璃管中黑色固体变红色，U形管中白色固体变蓝色 浓度 在铁制品表面刷漆；避免在潮湿环境下使用（合理即可）； 8
【解析】
实验探究1：
依据实验可知将固体物质甲放入20%的盐酸中，固体逐渐消失，溶液变成黄色，所以反应方程式：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，故填：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；
实验探究2：
（1）因为可乐是碳酸饮料，所以氢氧化钠的作用吸收二氧化碳，故填：吸收二氧化碳；
（2）依据实验结论逸出气体含有氢气，又因为查阅资料①H2可以还原CuO生成Cu和H2O，②无水硫酸铜为白色固体，遇水变蓝，则实验现象为玻璃管中黑色固体变红色，U形管中白色固体变蓝色，故填：玻璃管中黑色固体变红色，U形管中白色固体变蓝色；
实验结论：
依据实验探究1可知将固体物质甲放入20%的盐酸中，固体逐渐消失，溶液变成黄色，而实验探究4取另一份固体物质乙放入3%的稀盐酸中，振荡，观察无明显现象，再依据实验结论猜想②成立，即可乐酸性弱，与铁锈反应太慢所以化学反应速率与反应物的浓度有关，故填：浓度；
讨论与交流：
铁制品常见的防锈方法有在铁制品表面刷漆；避免在潮湿环境下使用（合理即可）；
废液处理：
将实验探究1发生的反应是NaOH+HCl=NaCl+H2O，实验探究4加入3%的稀盐酸无明显现象，两试管混合，溶液中的溶质FeCl3和HCl，从环保角度考虑，加入氢氧化钠固体除去其中的铁离子和氢离子变成无害的氯化钠再排放，反生的反应FeCl3+3NaOH=Fe (OH) 3↓＋3NaCl，最终生成的氯化钠质量为11.7g，从反应可推知有如下关系设加入氢氧化钠的质量为x


x=8g
故最好在废液中加入8g氢氧化钠固体，充分反应，过滤后再将废液排放，故填：8。

19．老师曾经在课堂上分别做过镁在空气中燃烧、镁在二氧化碳中燃烧的实验。同学们对镁的化学性质产生了浓厚的兴趣，查阅资料可知，镁是一种比较活泼的金属，加热时可以和氮气发生反应。化学兴趣小组利用如右装置（部分固定装置已略去）制备氮化镁，并通过计算探究其化学式。

【查阅资料】
由于二氧化碳在空气中含量较低，本试验忽略镁与二氧化碳的反应。
【实验过程】
（1）经检查装置气密性良好，仪器、镁粉称量过后按图连接好实验装置。
（2）制备氮化镁的操作步骤如下：
①打开活塞k并通入纯净的N2；
②足够长的时间后，点燃酒精灯，进行反应
③反应结束后，关闭活塞k，熄灭酒精灯；
④完全冷却后，拆除装置，取出产物。
⑤再次称量仪器和剩余固体的质量。
【拓展探究】
（3）实验开始时先通入足够长时间氮气的目的是______。
（4）镁在空气中燃烧主要与氧气而不是氮气反应的原因是______。
（5）有同学认为，步骤③会导致水倒吸回流至药品处，从而导致实验失败。你是否同意他的观点______（填“是”或“否”），请说明你的理由______。
（6）整个反应过程中数据记录如下：
空硬质玻璃管质量/g
硬质玻璃管与镁的质量/g
硬质玻璃管与产物的质量/g
114.8
118.4
119.8

依据实验数据计算得到氮化镁化学式为______；该反应的化学反应方程式为______。
（7）实验中使用镁粉而不使用镁条的原因是______；若刚通入一段时间氮气后就开始试验，测得产物的质量为m克，则m的测量值范围是______。由本实验可知镁在加热或点燃的条件下与其他物质反应，应使用______作为保护气。
【答案】 除去反应容器中的空气 氧气化学性质较为活泼而氮气比较稳定 否 U形管可防止水倒流至反应容器处 Mg3N2 增大反应物接触面积使反应充分 5＜m＜6 氩气（或其它稀有气体）
【解析】
拓展探究
（3）实验开始时先通入足够长时间氮气的目的是除去反应容器中的空气；
（4）镁在空气中燃烧主要与氧气而不是氮气反应的原因是氧气化学性质较为活泼而氮气比较稳定；
（5）步骤③反应结束后，关闭活塞k，熄灭酒精灯，不会导致水倒流至药品处，因为U形管可防止水倒流至反应容器处；
故填否，U形管可防止水倒流至反应容器处；
（6）根据空硬质玻璃管质量和硬质玻璃管与镁的质量可知镁的质量=118.4g－114.8g=3.6g，根据空硬质玻璃管质量和硬质玻璃管与产物的质量可知氮化镁的质量=119.8g－114.8g=5g,，则氮化镁中氮元素质量=5g－3.6g=1.4g，设氮化镁化学式为MgxNy，则镁、氮元素质量比=（24×x)：（14×y）=3.6g：1.4g，化简 x：y=3：2，故氮化镁化学式为Mg3N2；
镁和氮气点燃后生成氮化镁，化学方程式为
（7）实验中使用镁粉而不使用镁条的原因是增大反应物接触面积使反应充分；
若刚通入一段时间氮气后就开始试验，假如氧气已经排尽，则镁与氮气反应生成氮化镁的质量根据表格数据可知为5g，还有可能会出现装置中的氧气没有排尽的情况，则镁与氧气反应会生成氧化镁，假如全部生成氧化镁，那么设它的质量为x：

所以若刚通入一段时间氮气后就开始试验，测得产物的质量为m克，则m的测量值范围是5＜m＜6；
由本实验可知，镁可以与氮气、氧气、二氧化碳反应，故镁在加热或点燃的条件下与其他物质反应，应使用稀有气体（氦气、氩气等）作为保护气，因为稀有气体不与镁反应。

20．某研究性学习小组的同学用电解水的方法测定水的组成后，提出问题，“测定水的组成还有其他的方法吗？”经过讨论后，得到了肯定的答案，邀请你一起对此展开探究。

【设计方案】甲同学利用氢气还原氧化铜的原理和上图装置及药品进行实验（操作规范），装置A中发生反应的化学方程式为______，洗气瓶B中浓硫酸的作用为______。
【实验探究】当玻璃管中固体由黑色变为红色时，实验测得：①装置C的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了1.6g；②装置D的干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了1.82g，用此数据算得水中H、O元素的质量比为______，而由水的化学式算得H、O元素的质量比为______。
【意外发现】丙同学不小心将反应后的少量红色固体a洒落到稀硫酸中了，发现除了有红色固体b以外，溶液的颜色由无色变为蓝色。
【提出问题】铜与稀硫酸是不反应的，这里溶液的颜色为什么会变蓝呢？
【查阅资料】①CuO被还原的过程中会有Cu2O生成，Cu2O也能被还原成Cu；
③Cu2O固体是红色的，它与稀硫酸的反应为：。
【得出结论】红色固体a中含有Cu2O。
【分析交流】红色固体a中含有Cu2O是否会影响水组成的测定结果______（填“影响”或“不影响”）。
【提出猜想】针对红色固体a的成分，小组同学提出猜想①是：Cu2O和Cu； 猜想②是：______。
【拓展探究】丁同学利用改进后的装置及药品重新实验，通过测量反应前后固体质量的方法去确定哪种猜想成立，他已称得：①玻璃管的质量；②反应前红色固体a和玻璃管的总质量，完全反应后，你认为他还需要称量______的质量。
【教师点拨】称取一定质量的红色固体a与足量的稀硫酸充分反应后，经过滤、洗涤、干燥后再称量红色固体b的质量，也可以确定哪种猜想成立。
【定量分析】小组同学再次实验，他们开始称取质量为3.6g的红色固体a，与足量的稀硫酸完全反应后得到红色固体b为2g。假如3.6g红色固体a都是Cu2O，请你计算出生成铜的质量______（写出计算过程）；然后，通过与实际得到的固体2g进行比较，判断猜想______成立（填“①或②”）。
【答案】 干燥生成的气体 1.1:8 1:8 不影响 Cu2O 反应后红色固体和玻璃管 1.6g ①
【解析】
设计方案：装置A中发生反应为硫酸和锌生成硫酸锌和氢气，；浓硫酸具有吸水性，洗气瓶B中浓硫酸的作用为干燥生成的气体。
实验探究：装置C中氧化铜和氢气加热生成铜和水，玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了1.6g，减少质量就是氧化铜中氧元素质量，说明其中含有的氧元素的质量为1.6克；装置D能吸收生成的水，干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了1.82g，说明生成水的质量1.82克，化学反应前后元素种类质量不变，则其中含有氢元素的质量为1.82g-1.6g=0.22g；因此用此数据算得水中H、O元素的质量比为0.22g：1.6g=1.1:8；由水的化学式算得H、O元素的质量比为2:16=1:8。
分析交流：红色固体a中含有Cu2O不会影响水组成的测定结果，因为装置减少质量就是反应的氧元素完全转化为水中的氧元素质量。
提出猜想：由题干可知，铜不和稀硫酸反应，Cu2O可以与稀硫酸反应生成铜和硫酸铜；CuO被还原的过程中会有Cu2O生成，Cu2O也能被还原成Cu，Cu2O固体是红色的；结合猜想①，则猜想②是：Cu2O。
拓展探究：通过测量反应前后固体质量的方法去确定哪种猜想成立，除了要称量①玻璃管的质量；②反应前红色固体a和玻璃管的总质量，完全反应后，还需要称量反应后红色固体和玻璃管的总质量，通过质量差来计算判断红色固体成分。
定量分析：解：设生成铜的质量为y

1.6g