Question

13．某小組為了驗證Fe、Cu、Zn的金屬活動性順序，小明設(shè)計了如下實驗方案：
（1）該實驗方案中所有金屬均已打磨，且形狀、大小以及稀硫酸的質(zhì)量、濃度均相同．
（2）甲、乙實驗得出Zn的金屬活動性比Fe強，依據(jù)的實驗現(xiàn)象是：鋅表面產(chǎn)生氣泡比鐵表面產(chǎn)生氣泡速率快．
（3）甲、乙兩個實驗無法得出另外兩種金屬的活動性強弱，小聰同學(xué)補充設(shè)計了丙實驗來證明，他發(fā)現(xiàn)X片表面有紅色固體析出，則X、Y可能分別是鐵、硫酸銅溶液，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu．
（4）實驗得出Fe、Cu、Zn三種金屬由弱到強的金屬活動性順序為Cu、Fe、Zn．
（5）小亮也設(shè)計了一套實驗方案來證明Fe、Cu、Zn三種金屬的活動性順序，他選擇的藥品不可能是B．
A．Zn片   Cu片   FeSO₄溶液            B．Cu片    FeSO₄溶液   ZnSO₄溶液
C．Fe片   Zn片   Cu片   H₂SO₄溶液     D．Fe片    ZnSO₄溶液  CuSO₄溶液
（6）實驗完畢后，小李同學(xué)將含有CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄、H₂SO₄ 等物質(zhì)的廢液倒在燒杯中，想回收工業(yè)重要原料硫酸鋅和金屬D．實驗過程如下：①步驟I中，加過量鋅粉的目的是除去廢液中的硫酸銅、硫酸亞鐵、稀硫酸等物質(zhì)，得到較純凈的硫酸鋅；固體A中含有的金屬有鋅、鐵、銅．

②寫出步驟I和步驟Ⅲ中發(fā)生的兩個不相同的反應(yīng)的化學(xué)方程式：Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu、Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
③小李同學(xué)回收得到的金屬D是銅．

Answer 1

分析 （2）根據(jù)金屬越活潑，與酸反應(yīng)越劇烈，生成氣體速率越快進行分析；
（3）根據(jù)鐵、鋅和硫酸反應(yīng)的現(xiàn)象可以驗證兩種金屬的活動性順序，只要再驗證鐵、銅的金屬活動性順序即可完成實驗，所以X、Y可能分別是鐵、銅鹽，可以是鐵、硫酸銅，鐵和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅進行分析；
（4）根據(jù)前面的實驗確定三種金屬的活動性順序；
（5）A、根據(jù)鋅會與硫酸亞鐵反應(yīng)，銅不會與硫酸亞鐵反應(yīng)進行分析；
B、根據(jù)銅不會與硫酸亞鐵、硫酸鋅反應(yīng)進行分析；
C、根據(jù)鐵、鋅與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體速率不同，銅不會與硫酸反應(yīng)進行分析；
D、根據(jù)鐵會與硫酸銅反應(yīng)，不會與硫酸鋅反應(yīng)進行分析；
（6）①根據(jù)過量的鋅會與硫酸銅、硫酸亞鐵稀硫酸反應(yīng)，所以濾渣A中含有鐵、銅、鋅進行分析；
②根據(jù)過量的鋅會與硫酸銅、硫酸亞鐵稀硫酸反應(yīng)，磁鐵會吸引鐵粉，所以固體C是鋅，鋅和硫酸反應(yīng)會生成硫酸鋅進行分析；
③根據(jù)銅不會與硫酸反應(yīng)進行分析．

解答 解：（2）金屬越活潑，與酸反應(yīng)越劇烈，生成氣體速率越快，所以甲、乙實驗得出Zn的金屬活動性比Fe強，依據(jù)的實驗現(xiàn)象是：鋅表面產(chǎn)生氣泡比鐵表面產(chǎn)生氣泡速率快；
（3）鐵、鋅和硫酸反應(yīng)的現(xiàn)象可以驗證兩種金屬的活動性順序，只要再驗證鐵、銅的金屬活動性順序即可完成實驗，所以X、Y可能分別是鐵、銅鹽，可以是鐵、硫酸銅，鐵和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，化學(xué)方程式為：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
（4）（2）中驗證鋅比鐵活潑，（3）中驗證鐵比銅活潑，所以實驗得出Fe、Cu、Zn三種金屬由弱到強的金屬活動性順序為：Cu、Fe、Zn；
（5）A、鋅會與硫酸亞鐵反應(yīng)，銅不會與硫酸亞鐵反應(yīng)，故A正確；
B、銅不會與硫酸亞鐵、硫酸鋅反應(yīng)，故B錯誤；
C、鐵、鋅與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體速率不同，銅不會與硫酸反應(yīng)，故C正確；
D、鐵會與硫酸銅反應(yīng)，不會與硫酸鋅反應(yīng)，故D正確；
故選：B；
（6）①過量的鋅會與硫酸銅、硫酸亞鐵、稀硫酸反應(yīng)，所以濾渣A中含有鐵、銅、鋅；
②通過分析可知，過量的鋅會與硫酸銅、硫酸亞鐵稀硫酸反應(yīng)，磁鐵會吸引鐵粉，所以固體C是鋅，鋅和硫酸反應(yīng)會生成硫酸鋅和氫氣，化學(xué)方程式為：Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu，Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
③通過分析可知，鐵被磁鐵吸引，鋅和稀硫酸反應(yīng)，銅不會與硫酸反應(yīng)，所以回收得到的金屬D是銅．
故答案為：（2）鋅表面產(chǎn)生氣泡比鐵表面產(chǎn)生氣泡速率快；
（3）鐵、硫酸銅溶液，F(xiàn)e+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
（4）Cu、Fe、Zn；
（5）B；
（6）①硫酸銅、硫酸亞鐵、稀硫酸，鐵、銅、鋅；
②Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu，Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
③銅．

點評 金屬活動性順序的應(yīng)用主要表現(xiàn)在兩個方面：一是只有排在氫前面的金屬才能與酸反應(yīng)，生成氫氣和鹽（位置越靠前，反應(yīng)越劇烈），二是金屬與鹽溶液的反應(yīng)時，只有排在前面的金屬才能將排在它后面的金屬從它的鹽溶液中置換出來．