Question

2．下面是小強(qiáng)同學(xué)設(shè)計(jì)測(cè)定金屬鐵、銅、鋅和銀的活動(dòng)性的探究實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)記錄．
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹繙y(cè)定金屬鐵、銅、鋅和鎂的活動(dòng)性強(qiáng)弱
【所用試劑】稀硫酸、硝酸鋅溶液、硝酸銀溶液、光亮的薄鐵片、薄銅片、薄鎂片
【實(shí)驗(yàn)過程】
步驟Ⅰ：將鐵片、銅片、鋅片分別放入三只盛有溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同、體積相同的稀硫酸的試管中；
步驟Ⅱ：將鐵片、銅片、鋅片分別放入三只盛有溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同、體積相同的硝酸鋅溶液的試管中；
步驟Ⅲ：將鐵片、銅片、鋅片分別放入三只盛有溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同、體積相同的硝酸銀溶液的試管中．
【實(shí)驗(yàn)記錄】用“√”表示能觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，用“-”表示觀察不到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（見如表）．

金屬	空氣	稀硫酸	硝酸銀溶液
鐵	√	-	√
銅	-	-	√
鎂	√	-	√

（1）在上述步驟中，除了控制溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)和體積相同外，還應(yīng)該控制的變量有金屬的質(zhì)量、形狀．
（2）鐵和稀硫酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是有氣泡產(chǎn)生，溶液由無(wú)色變成淺綠色，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，反應(yīng)后溶液的質(zhì)量變大（填“大”或“小”）．實(shí)驗(yàn)室常用稀硫酸和鋅粒反應(yīng)制取氫氣，不能用稀鹽酸代替稀硫酸，原因是稀鹽酸具有揮發(fā)性，制取的氫氣不純．請(qǐng)寫出銅和硝酸銀溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式Cu+2AgNO₃=Cu（NO₃）₂+2Ag．
（3）四種金屬的活動(dòng)性順序是鋅、鐵、銅、銀，科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明，大多數(shù)金屬的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，原因是大多數(shù)都會(huì)與氧氣反應(yīng)．
（4）在金屬活動(dòng)性順序中位置靠前的金屬易失電子，給位于其后的金屬陽(yáng)離子．金屬原子失去電子，具有還原性，失電子能力越強(qiáng)還原性越強(qiáng)；金屬陽(yáng)離子得到電子，具有氧化性，得電子能力越強(qiáng)氧化性越強(qiáng)．請(qǐng)寫出Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺的氧化性強(qiáng)弱順序Cu²⁺、Fe²⁺、Zn²⁺．
（5）鋼鐵的銹蝕主要是鐵與空氣中的氧氣、水等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果．鋁的活動(dòng)性比鐵強(qiáng)，但生活中很少見到鋁被腐蝕，原因是鋁和空氣中的氧氣反應(yīng)會(huì)生成致密的氧化鋁薄膜．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)金屬的質(zhì)量和接觸面積也會(huì)影響反應(yīng)速率進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，鹽酸具有揮發(fā)性，銅和硝酸銀反應(yīng)生成硝酸銅和銀進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)題中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和大部分金屬都會(huì)與氧氣反應(yīng)進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)金屬陽(yáng)離子得到電子，具有氧化性，得電子能力越強(qiáng)氧化性越強(qiáng)進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)鐵會(huì)與空氣中的氧氣、水反應(yīng)而發(fā)生生銹，鋁會(huì)與空氣中的氧氣反應(yīng)生成致密的氧化鋁薄膜進(jìn)行分析．

解答 解：（1）金屬的質(zhì)量和接觸面積也會(huì)影響反應(yīng)速率，所以除了控制溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)和體積相同外，還應(yīng)該控制的變量有：金屬的質(zhì)量、形狀；
（2）鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，所以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：有氣泡產(chǎn)生，溶液由無(wú)色變成淺綠色，化學(xué)方程式為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，反應(yīng)后溶液的質(zhì)量變大，鹽酸具有揮發(fā)性，所以實(shí)驗(yàn)室常用稀硫酸和鋅粒反應(yīng)制取氫氣，不能用稀鹽酸代替稀硫酸，原因是：稀鹽酸具有揮發(fā)性，制取的氫氣不純，銅和硝酸銀反應(yīng)生成硝酸銅和銀，化學(xué)方程式為：Cu+2AgNO₃=Cu（NO₃）₂+2Ag；
（3）通過分析題中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和大部分金屬都會(huì)與氧氣反應(yīng)，所以四種金屬的活動(dòng)性順序是鋅、鐵、銅、銀，科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明，大多數(shù)金屬的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，原因是大多數(shù)都會(huì)與氧氣反應(yīng)；
（4）金屬陽(yáng)離子得到電子，具有氧化性，得電子能力越強(qiáng)氧化性越強(qiáng)，所以Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺的氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)椋篊u²⁺、Fe²⁺、Zn²⁺；
（5）鐵會(huì)與空氣中的氧氣、水反應(yīng)而發(fā)生生銹，鋁會(huì)與空氣中的氧氣反應(yīng)生成致密的氧化鋁薄膜，所以生活中很少見到鋁被腐蝕．
故答案為：（1）金屬的質(zhì)量、形狀；
（2）有氣泡產(chǎn)生，溶液由無(wú)色變成淺綠色，F(xiàn)e+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，大，稀鹽酸具有揮發(fā)性，制取的氫氣不純，Cu+2AgNO₃=Cu（NO₃）₂+2Ag；
（3）鋅、鐵、銅、銀，大多數(shù)都會(huì)與氧氣反應(yīng)；
（4）Cu²⁺、Fe²⁺、Zn²⁺；
（5）氧氣、水，鋁和空氣中的氧氣反應(yīng)會(huì)生成致密的氧化鋁薄膜．

點(diǎn)評(píng) 本題以學(xué)生設(shè)計(jì)探究金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱的實(shí)驗(yàn)過程為題設(shè)，相對(duì)難度降低，旨在考查了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)步驟、過程、結(jié)果的分析和總結(jié)能力和金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱的判斷依據(jù)．