Question

【題目】鍍鉻金屬既漂亮又耐腐蝕，為了解金屬鉻的相關性質同學們進行了如下探究活動。

[查閱資料]

資料1：鉻是銀白色有光澤的金屬，在空氣中表面能生成抗腐蝕性的致密氧化膜。

資料2：鉻在發生置換反應時生成Cr2+，含有Cr2+的溶液常顯藍色。

[實驗藥品]鋁片、鉻片、銅片、稀硫酸、稀鹽酸、CrSO4 溶液。

[實驗過程]

（1）彬彬同學取大小相同的鋁片、鉻片和銅片，準備浸入到盛有相同質量分數的稀硫酸的三根試管中觀察現象，三種金屬片放入稀硫酸前要進行預處理是_____。

記錄現象如下：

	試管1	試管2	試管3
實驗現象	金屬片表面產生氣泡緩慢，溶液逐漸變藍色		金屬片表面產生氣泡較快
實驗結論	三種金屬的金屬活動性由強到弱的順序為_____。（ 填元素符號）

寫出試管1中發生反應的化學方程式_____。

（2）明明從上面給定的實驗藥品中選了三種藥品進行實驗，也得出了上述三種金屬的活動性強弱，則他選用的三種實驗藥品是_____，實驗中發生反應的化學方程式為_____。

[學以致用]

（3）彬彬同學了解到某電鍍廠廢水中含有AgNO3、Cu（NO3）2 和Cr（NO3）2，為了從中回收貴重金屬銀和一種鹽晶體，他設計如下圖實驗流程：

請回答：操作a加入足量的金屬甲為_____，反應前固體B質量_____（填“大于”、 “小于”或“等于”）反應后固體D的質量。

[知識拓展]

（4）工業上可利用“鋁熱反應”來冶煉鉻，其原理是在高溫下用鋁將鉻從其氧化物（Cr2O）中置換出來。若要制得780kg鉻，理論上至少需要鋁的質量是多少_____？

Answer 1

【答案】三種金屬片打磨光亮； Al>Cr>Cu 鋁片、CrSO4溶液、銅片 Cr（或鉻） 小于 405kg

【解析】

（1）三種金屬片放入稀硫酸前要進行預處理是除去保護膜和臟物；根據現象“金屬片表面產生氣泡緩慢，溶液逐漸變藍色”可知試管1中的金屬是鉻，在金屬活動性順序中在氫的前面，在試管3中的現象是“金屬片表面產生氣泡較快”可知鋁比鉻活潑，試管2中無現象說明銅不與稀硫酸反應，金屬活動性最弱，故三種金屬的活動性順序為：Al＞Cr＞Cu；鉻和稀硫酸反應生成硫酸亞鉻和氫氣，化學方程式為：Cr+H2SO4=CrSO4+H2↑；

（2）如果已知三種金屬的活動性順序，用活動性位于中間的金屬與另兩種金屬的鹽溶液反應；或用活動性位于中間的金屬的鹽溶液與另兩種金屬反應，都可以驗證三種金屬的活動性順序。故可選擇：Al、CrSO4、Cu；Al和CrSO4反應生成Cr和Al2（SO4）3，化學方程式為：2Al+3CrSO4=3Cr+Al2（SO4）3；
（3）根據框圖提供的信息可知，金屬甲是鉻，藍色溶液中的溶質是CrSO4；固體B是銀和銅的混合物；溶液乙是硝酸銀溶液；根據化學方程式Cu+2AgNO3=Cu（NO3）2+2Ag可知，每64份質量的銅置換出216份質量的銀，所以反應前固體B質量小于反應后固體D的質量；
（4）解：設理論上至少要鋁的質量是x，

解得x=405kg

答：理論上至少要鋁的質量是405kg。