Question

10．（1）某研究性學(xué)習(xí)小組為了證明鐵的金屬性比銅強(qiáng)，他們?cè)O(shè)計(jì)了如下幾種方案，其中合理的是AD（填序號(hào)）．
A．鐵片置于硫酸銅溶液中置換出銅
B．鐵、銅與氯氣反應(yīng)分別生成 FeCl₃、CuCl₂
C．銅片置于 FeCl₃ 溶液中，銅片逐漸溶解
D．鐵片、銅片分別置于盛有稀硫酸的燒杯中，鐵片上有氣泡產(chǎn)生，而銅片無氣泡
E．常溫下，分別將鐵片和銅片置于濃硝酸中，鐵片不溶解，而銅片溶解
（2）請(qǐng)你另設(shè)計(jì)一個(gè)能證明鐵的金屬活動(dòng)性比銅強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)．要求：
a．此方案的原理不同于上述任一合理方案；
b．在答題卷相應(yīng)位置繪出實(shí)驗(yàn)裝置圖并注明所需的藥品；
c．寫出實(shí)驗(yàn)過程中的主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象Fe：溶解、Cu：產(chǎn)生氣泡         
寫出正極反應(yīng)方程式2H⁺+2e^-=H₂↑，
寫出負(fù)極反應(yīng)方程式Fe-2e^-=Fe²⁺．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱比較的判斷方法：
1、依金屬活動(dòng)順序表判斷：排在前邊的活潑；
2、依元素周期表判斷；
3、根據(jù)元素的最高價(jià)氧化物水化物的堿性強(qiáng)弱判斷；
4、根據(jù)金屬單質(zhì)與水或酸反應(yīng)置換出氫的難易判斷；
5、依電化學(xué)中電極來判斷；
6、根據(jù)物質(zhì)間的置換反應(yīng)來判斷．
（2）除了金屬活動(dòng)順序表外，原電池裝置也可以證明兩電極材料的金屬性強(qiáng)弱．

解答 解：A．活潑性強(qiáng)的金屬置換活潑性弱的金屬，鐵片置于硫酸銅溶液中有銅析出，證明金屬鐵比金屬銅活潑，故A正確；
B．鐵、銅和氯氣反應(yīng)分別生成FeCl₃和CuCl₂，不能比較鐵、銅的活潑性，故B錯(cuò)誤；
C．銅片置于FeCl₃溶液中銅片逐漸溶解，說明三價(jià)鐵離子氧化性大于二價(jià)銅離子，不能比較鐵、銅的活潑性，故C錯(cuò)誤；
D．把鐵片和銅片置于盛有稀硫酸的燒杯中，交用導(dǎo)線連接，鐵片上無氣泡產(chǎn)生，而銅片上有氣泡產(chǎn)生，在原電池中鐵作負(fù)極，所以鐵的活潑性大于銅，故D正確；
E．把鐵片和銅片分別置于盛有濃硝酸的燒杯中，鐵在濃硝酸中會(huì)鈍化，不能比較鐵、銅的活潑性，故E錯(cuò)誤；
故選AD．
（2）除了金屬活動(dòng)順序表外，在原電池中，如果兩電極材料都是金屬，負(fù)極金屬的活潑性一般是強(qiáng)于正極金屬的活潑性的，如Cu、Fe、硫酸原電池中金屬鐵是負(fù)極，金屬銅是正極，能證明鐵的金屬性強(qiáng)于銅，裝置如圖：，負(fù)極：Fe-2e^-=Fe²⁺，正極：2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案為：Fe：溶解、Cu：產(chǎn)生氣泡；2H⁺+2e^-=H₂↑；Fe-2e^-=Fe²⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了金屬性強(qiáng)弱的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，注意金屬活動(dòng)順序表的應(yīng)用以及原電池工作原理的應(yīng)用是關(guān)鍵，題目難度不大．