Question

某同學(xué)利用以下藥品：長、寬和厚度均相同的鋅片、鐵片與銅片、稀硫酸、硫酸亞鐵溶液、硫酸銅溶液、硫酸鋅溶液、鋅粉，進(jìn)行鋅、鐵、銅的金屬活動性順序探究等實(shí)驗(yàn)．
（1）實(shí)驗(yàn)前，用砂紙打磨金屬片的目的是

 

；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，該同學(xué)設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)I、Ⅱ兩種合理的方案，如圖1所示：
若X、Y是兩種不同的試劑，則X、Y中溶質(zhì)的化學(xué)式依次為

 

、

 

；
（3）實(shí)驗(yàn)后，該同學(xué)將硫酸亞鐵溶液和硫酸銅溶液混合在一起，發(fā)現(xiàn)溶液呈現(xiàn)青色．他又用混合液分別進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：
A．向混合液中加入過量鋅粉，攪拌，溶液顏色的變化為：青色變淺至

 

色，最終變?yōu)闊o色；
B．向混合液中插入鋅片，待其浸沒部分表面完全變色后，溶液仍為青色，取下鋅片表面附著的粉末，經(jīng)檢驗(yàn)其組成為鐵和銅．和老師一起分析粉末中存在鐵的原因：
①反應(yīng)生成了鐵，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

；
②銅和鋅構(gòu)成原電池，電子轉(zhuǎn)移過程中亞鐵離子得到電子變成鐵單質(zhì)；
（4）如圖2所示，該同學(xué)用導(dǎo)線將鋅片和銅片連接起來，接入電流表，然后把它們一起插入硫酸銅溶液中，該實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象為：
①電流表指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)

 

（選填“是”或“否”）；
②銅片表面變粗．

Answer 1

考點(diǎn)：金屬活動性的探究,化學(xué)式的書寫及意義,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：（1）根據(jù)金屬在空氣中其表面會生成一層氧化膜，氧化膜會先與酸反應(yīng)生成鹽和水，幾乎不能生成氫氣進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)金屬活動順序表中位于前面的金屬能將位于后面的金屬從其鹽溶液中置換出來，氫前面的金屬能與酸反應(yīng)生成氫氣等知識進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；
（3）A、根據(jù)鋅的活動性比銅和鐵強(qiáng)，可以和其鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng)，從而溶液的顏色也隨之發(fā)生改變進(jìn)行分析；
B、根據(jù)強(qiáng)金屬和弱金屬的鹽溶液會發(fā)生置換反應(yīng)進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)原電池的電子轉(zhuǎn)移及電流的形成以及發(fā)生的變化進(jìn)行分析．

解答：解：（1）金屬在空氣中其表面會生成一層氧化膜，氧化膜會阻止金屬與藥品接觸，要先除去氧化膜，所以實(shí)驗(yàn)前，用砂紙打磨金屬片的目的是除去金屬表面的氧化膜：
（2）實(shí)驗(yàn)1：給定三種金屬，因此可以和酸混合：將三種金屬分別與硫酸混合后，銅與稀硫酸不反應(yīng)，鋅、鐵均能與稀硫酸反應(yīng)生成氣體，且鋅的反應(yīng)比鐵劇烈，可以得出鋅＞鐵＞銅；
實(shí)驗(yàn)2：給定兩種金屬，可以和中間金屬的鹽溶液混合，由于鋅能與硫酸亞鐵反應(yīng)，說明鋅在鐵的前面，銅不與硫酸亞鐵反應(yīng)，說明銅在鐵的后面，所以可以選用的另一種藥品是硫酸亞鐵；
（3）A、硫酸亞鐵溶液是淺綠色，硫酸銅溶液是藍(lán)色，兩種溶液混合后呈現(xiàn)青色，加入過量的鋅粉后，先和硫酸銅溶液發(fā)生置換反應(yīng)，青色變淺，硫酸銅完全反應(yīng)后，溶液變?yōu)闇\綠色，鋅再與硫酸亞鐵發(fā)生置換反應(yīng)，生成硫酸鋅，溶液呈現(xiàn)無色；
B、鋅和硫酸亞鐵反應(yīng)生成硫酸鋅和鐵，鋅和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸鋅和銅，化學(xué)方程式為：Zn+FeSO₄═ZnSO₄+Fe，Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu；
（4）原電池中鋅比銅活潑，所以鋅失去電子，電子從鋅片流向銅片，而電流從銅片流向鋅片，所以電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)．
故答案為：（1）除去金屬表面的氧化膜；
（2）H₂SO₄、FeSO₄；
（3）淺綠，Zn+FeSO₄═ZnSO₄+Fe，Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu；
（4）是．

點(diǎn)評：本題主要考查了金屬活動性順序的應(yīng)用和原電池的原理，在平時的學(xué)習(xí)中應(yīng)當(dāng)熟練掌握前面的金屬能將后面的金屬從其鹽溶液中置換出來，活動性差別越大越容易置換，注意掌握原電池中電子的方向和電流的方向．