Question

【题目】某兴趣小组展开了金属及合金的相关探究。

【探究一】口香糖包装纸表面的金属探究。

兴趣小组做了图1所示实验：取口香糖包装“锡纸”剪成条状，将“锡纸”带“锡”的一面接在电池两极，发现纸条中间处很快开始起火苗，熄灭后剩下一层薄薄的金属。“锡纸”能燃烧起来的原因是电能转化为热能，达到纸的______。同学们对“锡纸”上的金属继续展开探究。

I 探究问题一：“锡纸”上的金属是锡吗？

【查阅资料】（1）以前锡纸是用锡制造的，现在大多数是铝箔纸。

（2）“曾青得铁则化为铜”的反应原理为______（用化学方程式表示），该原理说明在一定条件下，活泼金属能置换出不活泼金属。部分金属活动性排序如下（越靠前的金属越活泼）：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au。

【实验方案】（1）将处理后的锡纸剪成小块放入小烧杯中。

（2）分别向烧杯中滴加①FeSO4溶液②CuSO4溶液③ZnSO4溶液④MgSO4溶液，观察现象。

【实验结论】根据实验现象，口香糖包装“锡纸”实际是铝箔纸。

【反思评价】上述方案中，一定不需要滴加的试剂是______（填编号）。

II 探究问题二：为什么金属没有燃烧 ？

【实验方案】（1）将一块铝箔放在酒精灯火焰上加热，轻轻晃动，发现铝熔化但不滴落也不燃烧。

（2）如图2所示把铝箔卷成筒状，下部裹一纸片。点燃纸片后立即伸入盛有氧气的集气瓶中，观察到铝箔剧烈燃烧，发出白光。

【实验分析】（1）铝箔在空气中不能燃烧的主要原因是______。

（2）铝箔在氧气中燃烧的方程式为______。夹持铝箔的仪器名称是______，集气瓶底放少量细沙的目的是______。

【延伸拓展】如图3所示，甲同学将纸卷成一空心卷，上半部包上一层铝箔，点燃下端纸卷后，发现还可以在铝箔卷上方点燃，上下形成较稳定的“子母火”现象，其原因可能是下方纸张不完全燃烧产生了______气体，该气体通过纸卷上升至铝箔卷口处燃烧，其燃烧的反应方程式是______。此过程中，下侧纸卷燃烧而接近铝箔的上侧纸卷没有燃烧，铝箔卷发挥的作用可能是______。

【探究二】某铝镁合金（用M表示）中铝含量的分析。

【查询资料】①铝镁合金国家标准：铝含量不能低于78%。

②Al和Mg均能与盐酸反应，反应方程式分别为______、____。

③铝能与NaOH溶液反应（在横线上补充一种反应物）：2Al+2NaOH+2______=2NaAlO2+3H2↑。镁不与NaOH反应。

兴趣小组设计如图装置进行实验。

（1）检查该装置是否密封的操作是______。

（2）在图示Y型管两侧分别装入足量氢氧化钠溶液与a g铝镁合金粉末（固体M），使两者充分反应的操作是______；待充分反应后，进入量气管气体的体积为V mL（氢气密度用 0.09 g/L）。若量气管最大量程为100 mL，则固体M中铝的质量不应超过______g。

（3）若a =38 mg，V=30.0 mL，该合金______（填“符合”、“不符合”）国家标准；若将装置中的氢氧化钠溶液替换为足量的盐酸，则反应停止后量气管内气体体积______（填“>”、“<”、“=”） V mL。

Answer 1

【答案】 着火点 Fe+CuSO4==Cu+FeSO4 ②④ 铝表面生成致密氧化膜使铝和氧气隔绝 4Al + 3O22Al2O3 坩埚钳 防止瓶底炸裂 CO 2CO +O2 2CO2 散热导致上部纸卷难以达到着火点 2Al+6HCl====2AlCl3 + 3H2↑ Mg+2HCl====MgCl2+H2↑ H2O 量气管和水准管中加适量水，上下调整水准管，看两侧是否出现稳定的液面差 向左倾斜Y型管 0.081 不符合 >

【解析】【探究一】锡纸能燃烧起来的原因是电能转化为热能，使纸的温度达到着火点解；“曾青得铁则化为铜”的反应原理为；【反思评价】根据金属活动性顺序中，铝比铜、铁、锌活泼，不如镁活泼，硫酸锌和硫酸铁就足以证明铝的活动性，所以上述方案中，一定不需要滴加的试剂是②④；【实验分析】（1）铝箔在空气中不能燃烧的主要原因是：铝表面生成致密氧化膜使铝和氧气隔绝；（2）铝箔在氧气中燃烧的方程式为： ；夹持铝箔的仪器名称是坩埚钳，集气瓶底放少量细沙的目的是：防止炽热的生成物溅落下来瓶底炸裂；（3）甲同学将纸卷成一空心卷，上半部包上一层铝箔，点燃纸卷后，发现可以在铝箔卷上方点燃，上下形成较稳定的“子母火”现象，原因是：下部纸卷不完全燃烧产生的CO到铝箔卷上方被点燃，其燃烧的反应方程式是： ，此时铝箔卷的作用是散热，防止上部纸卷燃烧；【查询资料】②Al和Mg均能与盐酸反应，反应方程式分别为： ； ；③根据反应前后原子的种类和数目不变，铝与NaOH溶液反应方程式补充为：2Al+2NaOH+2H2O =2NaAlO2+3H2↑；【探究二】（1）检查该装置是否密封的操作是量气管和水准管中加适量水，上下调整水准管，看两侧是否出现稳定的液面差；（2）在图示Y型管两侧分别装入足量氢氧化钠溶液与a g铝镁合金粉末（固体M），使两者充分反应的操作是向左倾斜Y型管；通过调整水准管的高低可以检查生成气体的体积，由题意可以知道生成氢气的体积为0.1L，则设铝的物质的量为

2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑

54 6

0.1L0.09g/L

解得： =0.081g/L，所以铝的质量不应超过0.081g。

根据以上解答可以知道铝的质量为：0.081g/L×0.03L=0.024g

所以铝的含量为： ≈63.9%<78%，故该合金不符合国家标准；若将装置中的氢氧化钠溶液替换为足量的盐酸，镁、铝都与盐酸反应生成氢气，改用盐酸生成氢气的体积增大，则反应停止后气管内气体体积大于VmL。