Question

已知2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃ 被稱為“鋁熱反應(yīng)”．鎂和氧化銅也能發(fā)生類似的反應(yīng)，其化學(xué)方程式是Mg+CuO

高溫  .

Cu+MgO．某小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行鎂和氧化銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，充分反應(yīng)后對(duì)于固體剩余物進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究．
【提出問題】
固體剩余物是什么？
【猜想假設(shè)】
假設(shè)①銅和氧化鎂；假設(shè)②

 

；假設(shè)③Cu、MgO和CuO．
查閱資料一：大多數(shù)金屬氧化物都能與硫酸反應(yīng)生成硫酸鹽和水（反應(yīng)中元素化合價(jià)不發(fā)生改變）．
【實(shí)驗(yàn)探究】請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)．

實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取少量固體剩余物于試管中，向其中加入足量的稀硫酸．	（1）固體部分溶解，溶液為無色．	假設(shè)①成立．
	（2）   ．	假設(shè)②成立．
	（3）   ．	假設(shè)③成立．

【思考】
是否任何一種金屬單質(zhì)都能與另一種金屬氧化物反應(yīng)？
查閱資料二：該小組同學(xué)通過查閱資料，獲得以下幾組反應(yīng)信息．

實(shí)驗(yàn)組別	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ	V
藥  品	Al	Fe	Ag	Al	Cu
	CuO	CuO	CuO	Fe2O3	Fe2O3
相同條件下是否反應(yīng)	是	是	否	是	否

【總結(jié)】
根據(jù)上表對(duì)比分析得出：在一定溫度下，金屬單質(zhì)與金屬氧化物能發(fā)生反應(yīng)，需滿足的條件是

 

．
【拓展】
若從驗(yàn)證假設(shè)③的實(shí)驗(yàn)廢液中制取較純凈硫酸鎂晶體，應(yīng)向廢液中加入過量

 

．寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．反應(yīng)完成后，經(jīng)

 

、蒸發(fā)溶劑得到硫酸鎂晶體．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,酸的化學(xué)性質(zhì),書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：【猜想假設(shè)】根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，反應(yīng)后的固體剩余物中一定含有MgO和Cu；對(duì)于可能含有的物質(zhì)，可能是Mg剩余，也可能是CuO剩余解答：
[實(shí)驗(yàn)探究]取少量的固體剩余物于試管中，加入稀硫酸，如果含有Mg，現(xiàn)象就為固體部分溶解，溶液無色，有氣泡冒出；如果含有CuO，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象就為：固體部分溶解，溶液變?yōu)樗{(lán)色；
【總結(jié)】根據(jù)表中信息解答；
【拓展】
③的實(shí)驗(yàn)廢液中含有硫酸鎂和硫酸銅，制取較純凈硫酸鎂晶體，利用鎂的活潑性比銅強(qiáng)解答．

解答：解：
【猜想假設(shè)】根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，反應(yīng)后的固體剩余物中一定含有MgO和Cu；對(duì)于可能含有的物質(zhì)，可能是Mg剩余，也可能是CuO剩余，所以固體剩余物假設(shè)①銅和氧化鎂；假設(shè)②銅、氧化鎂和鎂，假設(shè)③銅、氧化鎂和氧化銅；
[實(shí)驗(yàn)探究]：取少量的固體剩余物于試管中，加入稀鹽酸（或稀硫酸），如果含有Mg，現(xiàn)象就為固體部分溶解，溶液無色，有氣泡冒出；如果含有CuO，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象就為：固體部分溶解，溶液變?yōu)樗{(lán)色；
【總結(jié)】由圖表中數(shù)據(jù)可知金屬與金屬氧化物發(fā)生反應(yīng)的，金屬單質(zhì)要比氧化物中的金屬位置靠前，否則不反應(yīng)．
【拓展】③Cu、MgO和CuO與足量的稀硫酸反應(yīng)，生成硫酸鎂和硫酸銅，從廢液中制取較純凈硫酸鎂晶體，根據(jù)鎂的活潑性比銅，可以向廢液中加入過量鎂，反應(yīng)的化學(xué)方程式Mg+CuSO₄═MgSO₄+Cu，反應(yīng)完成后，經(jīng)過濾、蒸發(fā)溶劑得到硫酸鎂晶體．
答案：
【猜想假設(shè)】Cu、MgO和Mg
【實(shí)驗(yàn)探究】

實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取少量固體剩余物于試管中，向其中加入足量的稀硫酸．	（1）固體部分溶解，溶液為無色．	假設(shè)①成立．
	（2）固體部分溶解，有氣體生成，溶液為無色．	假設(shè)②成立．
	（3）固體部分溶解，溶液為藍(lán)色．	假設(shè)③成立．

【總結(jié)】在金屬活動(dòng)順序表中金屬單質(zhì)要比氧化物中的金屬位置靠前
【拓展】鎂   Mg+CuSO₄═MgSO₄+Cu；過濾．

點(diǎn)評(píng)：本題考查鋁熱反應(yīng)及其應(yīng)用，通過實(shí)驗(yàn)探究，來證明反應(yīng)物的量的問題，不同的假設(shè)，通過不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來驗(yàn)證．