Question

1．我國(guó)第四套人民幣硬幣中使用到鎳（Ni）、銅、鐵等金屬．某興趣小組決定探究Ni、Fe、Cu的金屬活動(dòng)性順序．
（1）【查閱資料】鎳能與稀硫酸反應(yīng)，生成可溶于水的NiSO₄，并放出氫氣．
①寫(xiě)出鎳與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式Ni+H₂SO₄=NiSO₄+H₂↑．
②結(jié)合所學(xué)知識(shí)，不能（填“能”或“不能”）直接比較出Ni、Fe的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱．
（2）【探究實(shí)驗(yàn)】（所用金屬片均已用砂紙打磨．）

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)  論
	鐵片表面有固體析出， 銅片表面無(wú)明顯現(xiàn)象	三種金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镕e＞Ni＞Cu

（3）【實(shí)驗(yàn)反思】用鎳片、硫酸亞鐵溶液和CuSO₄（填化學(xué)式）溶液通過(guò)實(shí)驗(yàn)也能判斷Fe、Ni、Cu的金屬活動(dòng)性順序．
（4）【遷移應(yīng)用】某�；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液桶中收集了溶有大量FeSO₄、CuSO₄的廢液，此外還有一些不溶性雜質(zhì)．若廢液直接排放到下水道不僅造成重金屬污染，而且造成浪費(fèi)，該校化學(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖廢液處理方案，請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：

①?gòu)U液在加入金屬X前需進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾時(shí)需要將圓形濾紙折疊處理．如圖示中不該出現(xiàn)的情況是C．

②加入過(guò)量金屬X發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，溶液Y是稀硫酸．

Answer 1

分析 根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表進(jìn)行判斷，氫前邊的金屬會(huì)與稀硫酸、鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，且活動(dòng)性越強(qiáng)，產(chǎn)生的氣泡速率越快；但氫后邊的金屬不會(huì)與稀硫酸、鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣；位于前邊的金屬會(huì)把后邊的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)，Zn的活動(dòng)性比Cu的強(qiáng)，然后利用題干敘述的內(nèi)容，從中提取有用的信息，完成這三種金屬的活動(dòng)性探究．

解答 解：（1）①根據(jù)查閱的資料，Ni顯正二價(jià)，故與鹽酸反應(yīng)時(shí)生成二價(jià)鎳鹽，同時(shí)生成氫氣，反應(yīng)的方程式為：Ni+2HCl=NiCl₂+H₂↑；
②鎳和鐵都能與鹽酸或稀硫酸反應(yīng)，并放出氫氣，因此不能直接比較出Ni、Fe的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱；
（2）因?yàn)殒嚭丸F都在氫的前面，故銅不能置換出鎳，觀察到的現(xiàn)象是：沒(méi)有明顯現(xiàn)象；鐵可以置換出鎳，因此三種金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋篎e、Ni、Cu；
（3）金屬和鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng)的規(guī)律是排在前面的金屬能把排在后面的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)，所以利用金屬和鹽溶液的置換反應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)證．
故可選擇中間的金屬與其它兩種金屬的鹽溶液能否發(fā)生置換反應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)證：在兩只試管中分別放入打磨光亮的鎳片，再加入硫酸亞鐵溶液和硫酸銅溶液中；現(xiàn)象為：在硫酸亞鐵溶液中的鎳片沒(méi)有變化，在硫酸銅溶液中的鎳片表面出現(xiàn)紅色物質(zhì)；
（4）從圖框中可以知道，向廢液中加入過(guò)量的金屬X得到了不純的銅，根據(jù)題干要求及廢水中的成分并結(jié)合最后得到物質(zhì)為硫酸亞鐵晶體，可以判斷金屬X為鐵；銅排在氫后面，不與酸反應(yīng)，而鐵排在氫前面，與酸反應(yīng)，因此為除去混在銅粉里的鐵粉并且得到FeSO₄溶液，把金屬混合物放入足量的稀硫酸并過(guò)濾即可，故溶液Y為稀硫酸；
故答案為：（1）
①Ni+H₂SO₄=NiSO₄+H₂↑
②不能
（2）無(wú)明顯現(xiàn)象   Fe＞Ni＞Cu或鐵＞鎳＞銅
（3）CuSO₄
（4）①C ②Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu  稀硫酸或H₂SO₄溶液

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)金屬活動(dòng)性順序的考查，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探究金屬的活動(dòng)性順序，考查了實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程，注重學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，可依據(jù)氫前邊的金屬會(huì)與稀硫酸、鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，但氫后邊的金屬不會(huì)與稀硫酸、鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，位于前邊的金屬會(huì)把后邊的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)進(jìn)行分析．