【題目】(7分)學(xué)過金屬活動(dòng)性后,秦思同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)探究鋅粉與硝酸亞鐵和硝酸銀兩種鹽溶液的反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)如下:

第一次

第二次

第三次

第四次

硝酸亞鐵與硝酸銀的混合溶液

100g

100g

100g

100g

鋅粉

2g

3.25g

m

9.75g

向?yàn)V液中加入稀鹽酸后的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

產(chǎn)生白色沉淀

無明顯現(xiàn)象

無明顯現(xiàn)象

無明顯現(xiàn)象

向?yàn)V渣中加入100 g稀鹽酸后的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

明顯現(xiàn)象

無明顯現(xiàn)象

產(chǎn)生氣泡,溶液變?yōu)闇\綠色

現(xiàn)象與第三次相同

(1)第四次向?yàn)V渣中加入稀鹽酸后產(chǎn)生氣泡的化學(xué)方程式為

(2)根據(jù)第一次的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,你認(rèn)為此次濾液中的溶質(zhì)是 ;

(3)根據(jù)已知條件列出求解第二次實(shí)驗(yàn)中置換出金屬銀的質(zhì)量(x)的比例式

(4)若第三次實(shí)驗(yàn)鋅與兩種鹽溶液恰好完全反應(yīng),則m的質(zhì)量為__________________;

(5)若向第三次反應(yīng)后的濾液中加入一定質(zhì)量的水,所得不飽和溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%,則加入水的質(zhì)量為__________________;

(6)若用溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5%的濃鹽酸配制第四次實(shí)驗(yàn)中與濾渣恰好完全反應(yīng)所需的稀鹽酸,則需要濃鹽酸與水的質(zhì)量比為_______________。

【答案】(1)Fe +2HCl=== FeCl2 + H2↑ 和Zn +2HCl=== ZnCl2 +H2

(2)硝酸銀、硝酸鋅、硝酸亞鐵(或AgNO3、Zn(NO32、Fe(NO32

(3)340:216=17g:x (或65:216=3.25g:x) (4)6.5g (5)96.1g (6)1:4

【解析】

試題分析(1)根據(jù)金屬的活動(dòng)性:Zn、Fe、Ag,所以硝酸亞鐵和硝酸銀兩種鹽溶液中加入鋅粉,發(fā)生反應(yīng)的先后順序:2AgNO3+Zn== Zn (NO3)2+2Ag,F(xiàn)e(NO3)2+Zn== Zn (NO3)2+ Fe ,反應(yīng)發(fā)生的程度完全取決于鋅的量根據(jù)前三次的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所以第四次向?yàn)V渣中加入稀鹽酸后產(chǎn)生氣泡的化學(xué)方程式為:Fe +2HCl=== FeCl2 + H2↑ 和Zn +2HCl=== ZnCl2 + H2

(2) 根據(jù)第一次的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,在濾液中加入鹽酸,有白色沉淀生成,說明第一個(gè)反應(yīng):2AgNO3+Zn== Zn (NO3)2+2Ag都沒有完全發(fā)生,所以濾液中的溶質(zhì)是:硝酸銀、硝酸鋅、硝酸亞鐵

(3) 根據(jù)第二次的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,在濾液中加入鹽酸,沒有白色沉淀生成,說明溶液中沒有AgNO3,而在濾渣中加入鹽酸無氣體,說明第一個(gè)反應(yīng)恰好反應(yīng)完全,所以根據(jù)方程式:2AgNO3+Zn== Zn (NO3)2+2Ag中AgNO3和Ag的質(zhì)量關(guān)系340:216,所以可列式:340:216=17g:x,也可以根據(jù)方程式中Zn和Ag的質(zhì)量關(guān)系65:216,所以可列式:65:216=3.25g:x,

(4) 因?yàn)榈诙螌?shí)驗(yàn)表明AgNO3恰好完全,若第三次實(shí)驗(yàn)鋅與兩種鹽溶液恰好完全反應(yīng),則表明第三次實(shí)驗(yàn)就是鋅與9g硝酸亞鐵反應(yīng),根據(jù)方程式:Fe(NO3)2+Zn== Zn (NO3)2+ Fe中Fe(NO3)2和Zn的質(zhì)量關(guān)系180:65,而硝酸亞鐵為9g,所以消耗Zn的質(zhì)量為3.25g,故m的質(zhì)量為=3.25g+3.25g=6.5g

(5)根據(jù)上面的分析第三次實(shí)驗(yàn)恰好2個(gè)反應(yīng)完全發(fā)生,得到的是Zn (NO3)2溶液,反應(yīng)消耗Zn的質(zhì)量為6.5g,Zn (NO3)2得到的質(zhì)量=6.5g÷65/189×100%=18.9g,由于加入的6.5g鋅生成鐵的的質(zhì)量為2.8g,生成銀的質(zhì)量為10.8g,所以溶液的質(zhì)量=100g+6.5g-2.8g-10.8g=92.9g,再抓住稀釋過程中溶質(zhì)的質(zhì)量不變,可設(shè)加入水的質(zhì)量為x,可列式為:18.9g=(92.9g+x)×10%,x=96.1g

(6)根據(jù)上面的分析,第四次濾渣中應(yīng)含2.8g鐵,以及過量的鋅質(zhì)量=9.75g-6.5g=3.25g 再根據(jù)反應(yīng)Fe +2HCl=== FeCl2 + H2↑ 和Zn +2HCl=== ZnCl2 +H2↑,即可算出100g鹽酸中所含的氯化氫質(zhì)量為7.3g,即鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.3g/100g×100%=7.3%,所以若用溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5%的濃鹽酸配制這樣的稀鹽酸,需要濃鹽酸與水的質(zhì)量比為1:4

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(2)探究生成的氣體是什么?

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【查閱資料】

常見鐵的氧化物

FeO

Fe2O3

Fe3O4

顏色、狀態(tài)

黑色粉末

紅棕色粉末

黑色晶體

能否被磁鐵吸引

【初步驗(yàn)證】試管中剩余固體為黑色,能全部被磁鐵吸引。

【猜想與假設(shè)】猜想一:剩余固體是Fe與Fe3O4;猜想二:剩余固體是_____________。

【實(shí)驗(yàn)探究】

實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】鐵和水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________。

【反思與交流】該黑色固體不可能是Fe2O3,理由是_______________________________。

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