题目
人类社会的发展离不开金属，金属材料与生产、生活、社会发展密切相关，请回答下列问题。（1）金属冶炼及金属材料的使用和保护：①利用一氧化碳与赤铁矿反应炼铁，反应的化学方程式为 ____ 。②钢铁容易生锈。生活中防止铁锅生锈的常用方法是 ____ （任写一条）。（2）不同金属的活动性不同，可以用锌片和 ____ （填一种物质化学式）溶液的反应探究锌和铁的活动性强弱。同学们讨论后认为，也可以选用金属和酸溶液的反应探究锌和铁的活动性强弱，则实验方案为 ____ （实验方案包括实验操作、现象和结论）。【探究一】小组同学做了银白色金属钠与硫酸铜溶液反应的实验，发现并没有铜生成，而是产生蓝色絮状沉淀和少量黑色物质，他们想探究原因。（查阅资料）①钠在常温下能与水剧烈反应，生成一种碱和一种气体。②氢氧化铜受热易分解生成两种氧化物，反应前后各元素化合价不变。（实验验证）取一块绿豆大小的金属钠，放入盛有20mL蒸馏水的锥形瓶中，发现金属钠浮在水面上，熔化成一个闪亮的小球并四处游动，发出嘶嘶的响声，收集反应产生的气体，发现该气体能燃烧。在上述反应所得溶液中滴加硫酸铜溶液，产生蓝色絮状沉淀。（问题分析）（3）写出钠与水反应的化学方程式 ____ ，该反应过程中 ____ （释放、吸收）热量。（4）钠与硫酸铜溶液反应的实验中，产生少量黑色物质的化学反应方程式 ____ 。【探究二】小组同学将燃烧的钠迅速伸入盛有足量二氧化碳的集气瓶中，发现钠在其中继续燃烧，反应后冷却，瓶底附着黑色的碳粉，同时甁壁粘附着白色物质，白色物质是什么呢？同学们继续探究。（进行猜想）猜想一：Na2O 猜想二：Na2CO3 猜想三：Na2O和Na2CO3混合物（查阅资料）氧化钠为白色固体，溶于水并与水反应生成氢氧化钠（实验验证）（5）为验证猜想，同学们设计如下实验，请填写表格中空白处 实验 实验操作 实验现象 实验结论 Ⅰ 将固体样品溶于水，取溶液少许于试管中，向其中滴入过量的稀盐酸 ____ 猜想一不正确 Ⅱ 另取样品溶液，向其中加入 ____ ，静置后向其中滴加酚酞试液， 产生白色沉淀，酚酞变红色 猜想 ____ 正确 【反思与交流】（6）金属活动性顺序中，活动性较强的金属 ____ （填“一定”或“不一定”）能将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来；二氧化碳能有条件的支持某些物质的燃烧。【定量计算】（7）小组同学认为实验后的废液中含有氢氧化钠，要处理至中性才可排放。经检测实验废液中氢氧化钠的质量分数为1%，现要处理40克该废液，需要溶质的质量分数为10%的稀硫酸多少克。（废液中其它杂质忽略不计）（有具体的计算过程）
人类社会的发展离不开金属，金属材料与生产、生活、社会发展密切相关，请回答下列问题。
（1）金属冶炼及金属材料的使用和保护：
①利用一氧化碳与赤铁矿反应炼铁，反应的化学方程式为 ____ 。
②钢铁容易生锈。生活中防止铁锅生锈的常用方法是 ____ （任写一条）。
（2）不同金属的活动性不同，可以用锌片和 ____ （填一种物质化学式）溶液的反应探究锌和铁的活动性强弱。同学们讨论后认为，也可以选用金属和酸溶液的反应探究锌和铁的活动性强弱，则实验方案为 ____ （实验方案包括实验操作、现象和结论）。
【探究一】小组同学做了银白色金属钠与硫酸铜溶液反应的实验，发现并没有铜生成，而是产生蓝色絮状沉淀和少量黑色物质，他们想探究原因。
（查阅资料）①钠在常温下能与水剧烈反应，生成一种碱和一种气体。
②氢氧化铜受热易分解生成两种氧化物，反应前后各元素化合价不变。
（实验验证）取一块绿豆大小的金属钠，放入盛有20mL蒸馏水的锥形瓶中，发现金属钠浮在水面上，熔化成一个闪亮的小球并四处游动，发出嘶嘶的响声，收集反应产生的气体，发现该气体能燃烧。在上述反应所得溶液中滴加硫酸铜溶液，产生蓝色絮状沉淀。
（问题分析）
（3）写出钠与水反应的化学方程式 ____ ，该反应过程中 ____ （释放、吸收）热量。
（4）钠与硫酸铜溶液反应的实验中，产生少量黑色物质的化学反应方程式 ____ 。
【探究二】小组同学将燃烧的钠迅速伸入盛有足量二氧化碳的集气瓶中，发现钠在其中继续燃烧，反应后冷却，瓶底附着黑色的碳粉，同时甁壁粘附着白色物质，白色物质是什么呢？同学们继续探究。
（进行猜想）猜想一：Na2O 猜想二：Na2CO3 猜想三：Na2O和Na2CO3混合物
（查阅资料）氧化钠为白色固体，溶于水并与水反应生成氢氧化钠
（实验验证）
（5）为验证猜想，同学们设计如下实验，请填写表格中空白处
【反思与交流】
（6）金属活动性顺序中，活动性较强的金属 ____ （填“一定”或“不一定”）能将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来；二氧化碳能有条件的支持某些物质的燃烧。
【定量计算】
（7）小组同学认为实验后的废液中含有氢氧化钠，要处理至中性才可排放。经检测实验废液中氢氧化钠的质量分数为1%，现要处理40克该废液，需要溶质的质量分数为10%的稀硫酸多少克。（废液中其它杂质忽略不计）（有具体的计算过程）
（1）金属冶炼及金属材料的使用和保护：
①利用一氧化碳与赤铁矿反应炼铁，反应的化学方程式为 ____ 。
②钢铁容易生锈。生活中防止铁锅生锈的常用方法是 ____ （任写一条）。
（2）不同金属的活动性不同，可以用锌片和 ____ （填一种物质化学式）溶液的反应探究锌和铁的活动性强弱。同学们讨论后认为，也可以选用金属和酸溶液的反应探究锌和铁的活动性强弱，则实验方案为 ____ （实验方案包括实验操作、现象和结论）。
【探究一】小组同学做了银白色金属钠与硫酸铜溶液反应的实验，发现并没有铜生成，而是产生蓝色絮状沉淀和少量黑色物质，他们想探究原因。
（查阅资料）①钠在常温下能与水剧烈反应，生成一种碱和一种气体。
②氢氧化铜受热易分解生成两种氧化物，反应前后各元素化合价不变。
（实验验证）取一块绿豆大小的金属钠，放入盛有20mL蒸馏水的锥形瓶中，发现金属钠浮在水面上，熔化成一个闪亮的小球并四处游动，发出嘶嘶的响声，收集反应产生的气体，发现该气体能燃烧。在上述反应所得溶液中滴加硫酸铜溶液，产生蓝色絮状沉淀。
（问题分析）
（3）写出钠与水反应的化学方程式 ____ ，该反应过程中 ____ （释放、吸收）热量。
（4）钠与硫酸铜溶液反应的实验中，产生少量黑色物质的化学反应方程式 ____ 。
【探究二】小组同学将燃烧的钠迅速伸入盛有足量二氧化碳的集气瓶中，发现钠在其中继续燃烧，反应后冷却，瓶底附着黑色的碳粉，同时甁壁粘附着白色物质，白色物质是什么呢？同学们继续探究。
（进行猜想）猜想一：Na2O 猜想二：Na2CO3 猜想三：Na2O和Na2CO3混合物
（查阅资料）氧化钠为白色固体，溶于水并与水反应生成氢氧化钠
（实验验证）
（5）为验证猜想，同学们设计如下实验，请填写表格中空白处
| 实验 | 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| Ⅰ | 将固体样品溶于水，取溶液少许于试管中，向其中滴入过量的稀盐酸 | ____ | 猜想一不正确 |
| Ⅱ | 另取样品溶液，向其中加入 ____ ，静置后向其中滴加酚酞试液， | 产生白色沉淀，酚酞变红色 | 猜想 ____ 正确 |
（6）金属活动性顺序中，活动性较强的金属 ____ （填“一定”或“不一定”）能将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来；二氧化碳能有条件的支持某些物质的燃烧。
【定量计算】
（7）小组同学认为实验后的废液中含有氢氧化钠，要处理至中性才可排放。经检测实验废液中氢氧化钠的质量分数为1%，现要处理40克该废液，需要溶质的质量分数为10%的稀硫酸多少克。（废液中其它杂质忽略不计）（有具体的计算过程）
题目解答
答案
解：（1）①赤铁矿的主要成分为氧化铁，一氧化碳能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2；
②铁与氧气和水共同接触时会生锈，则防止铁锅生锈的方法为保持干燥。
（2）锌能将铁从其化合物溶液中置换出来，则说明锌比铁活泼，则可选用硫酸亚铁或硝酸铁等；在金属活动性顺序中，位于氢元素前的金属能与盐酸或稀硫酸反应产生氢气，且位置越靠前，反应越快，则若想选用金属和酸溶液的反应探究锌和铁的活动性强弱，可分别取等质量、颗粒大小相同的锌和铁于两支相同的试管中，分别同时加入等体积，相同浓度的稀盐酸，若锌表面产生气泡速率比铁快，则锌的活动性比铁强。
（3）碱是由金属离子和氢氧根构成，而钠和水反应生成碱和一种气体，根据元素守恒，可知碱为氢氧化钠，又由于该气体具有可燃性，则为氢气，故反应的化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；
由于反应过程中金属熔化，则说明该反应释放能量。
（4）钠和硫酸铜溶液反应产生蓝色絮状沉淀和少量黑色物质，氢氧化铜为蓝色絮状沉淀，而氢氧化铜加热生成氧化铜和水，氧化铜为黑色固体，则产生少量黑色物质的化学反应方程式为Cu（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H2O。
（5）Ⅰ、由于猜想二、三种均含有碳酸钠，而碳酸钠能与盐酸反应生成二氧化碳气体，则将固体溶解后加入稀盐酸，若观察有气泡产生，则说明固体样品中含有碳酸钠，则猜想一不成立；
Ⅱ、由于碳酸钠能与氯化钙（或氯化钡等）反应生成碳酸钙（或碳酸钡）沉淀，而氧化钠能与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠能使酚酞溶液变红色，可先向溶液中加入氯化钙（或氯化钡）等，然后滴加酚酞溶液，现象为有白色沉淀产生，且酚酞溶液变红，则说明猜想三正确。
（6）在金属活动性顺序中，钠位于铜前，但钠不能将铜从其化合物溶液中置换出来，则说明活动性较强的金属不一定能将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
（7）设需要溶质的质量分数为10%的稀硫酸为x，则
H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
98 80
10%×x 40g×1%
$\frac{{98}}{{80}}=\frac{{10%x}}{{40g×1%}}$
解得x=4.9g
答：需要溶质的质量分数为10%的稀硫酸的质量为4.9克。
故答案为：（1）①3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2；
②洗净擦干（合理即可）；
（2）FeCl2（合理即可）；分别取等质量、颗粒大小相同的锌和铁于两支相同的试管中，分别同时加入等体积，相同浓度的稀盐酸，若锌表面产生气泡速率比铁快，则锌的活动性比铁强（合理即可）；
（3）2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；释放；
（4）Cu（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H2O；
（5）Ⅰ、有气泡产生；
Ⅱ、过量的氯化钡溶液（合理即可）；三；
（6）不一定；
（7）4.9克。
②铁与氧气和水共同接触时会生锈，则防止铁锅生锈的方法为保持干燥。
（2）锌能将铁从其化合物溶液中置换出来，则说明锌比铁活泼，则可选用硫酸亚铁或硝酸铁等；在金属活动性顺序中，位于氢元素前的金属能与盐酸或稀硫酸反应产生氢气，且位置越靠前，反应越快，则若想选用金属和酸溶液的反应探究锌和铁的活动性强弱，可分别取等质量、颗粒大小相同的锌和铁于两支相同的试管中，分别同时加入等体积，相同浓度的稀盐酸，若锌表面产生气泡速率比铁快，则锌的活动性比铁强。
（3）碱是由金属离子和氢氧根构成，而钠和水反应生成碱和一种气体，根据元素守恒，可知碱为氢氧化钠，又由于该气体具有可燃性，则为氢气，故反应的化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；
由于反应过程中金属熔化，则说明该反应释放能量。
（4）钠和硫酸铜溶液反应产生蓝色絮状沉淀和少量黑色物质，氢氧化铜为蓝色絮状沉淀，而氢氧化铜加热生成氧化铜和水，氧化铜为黑色固体，则产生少量黑色物质的化学反应方程式为Cu（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H2O。
（5）Ⅰ、由于猜想二、三种均含有碳酸钠，而碳酸钠能与盐酸反应生成二氧化碳气体，则将固体溶解后加入稀盐酸，若观察有气泡产生，则说明固体样品中含有碳酸钠，则猜想一不成立；
Ⅱ、由于碳酸钠能与氯化钙（或氯化钡等）反应生成碳酸钙（或碳酸钡）沉淀，而氧化钠能与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠能使酚酞溶液变红色，可先向溶液中加入氯化钙（或氯化钡）等，然后滴加酚酞溶液，现象为有白色沉淀产生，且酚酞溶液变红，则说明猜想三正确。
（6）在金属活动性顺序中，钠位于铜前，但钠不能将铜从其化合物溶液中置换出来，则说明活动性较强的金属不一定能将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
（7）设需要溶质的质量分数为10%的稀硫酸为x，则
H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
98 80
10%×x 40g×1%
$\frac{{98}}{{80}}=\frac{{10%x}}{{40g×1%}}$
解得x=4.9g
答：需要溶质的质量分数为10%的稀硫酸的质量为4.9克。
故答案为：（1）①3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2；
②洗净擦干（合理即可）；
（2）FeCl2（合理即可）；分别取等质量、颗粒大小相同的锌和铁于两支相同的试管中，分别同时加入等体积，相同浓度的稀盐酸，若锌表面产生气泡速率比铁快，则锌的活动性比铁强（合理即可）；
（3）2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；释放；
（4）Cu（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H2O；
（5）Ⅰ、有气泡产生；
Ⅱ、过量的氯化钡溶液（合理即可）；三；
（6）不一定；
（7）4.9克。