Question

為省藥品和時間，甲、乙、丙三位同學用銅片、鋅片、稀硫酸、CuSO₄溶液(直流電源、石墨電極、導線、燒杯、試管等中學化學常見的藥品和儀器用品)以巧妙的構(gòu)思“接力”的方式，設計了比較銅與鋅金屬活動性相對強弱的系列實驗。試填寫下列空白：

(1)甲同學分別將一小片銅片、鋅片置于燒杯底部(銅與鋅不接觸)，小心向燒杯中加入稀硫酸，觀察到的現(xiàn)象是___________________________________________________

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甲同學的設計思路是__________________________________________________

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(2)乙同學接著甲的實驗，向燒杯中滴加________溶液，進而觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________

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乙同學判斷出鋅、銅金屬活動性相對強弱，所依據(jù)的原理是

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(3)丙同學使用直流電源、石墨電極組裝好電解裝置，向乙同學實驗后的溶液中補充了必要的試劑(作為電解液)，反應在調(diào)控下隨即開始，實驗中有關的化學反應方程式為________________________________________________________________________

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獲得的實驗明顯現(xiàn)象是_______________________________________________

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(4)請你再單獨設計一個簡單的實驗(試劑、儀器自選)，探究和證實鋅和銅的金屬活動性的相對強弱(簡要說明操作和現(xiàn)象)________________________________________________

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Answer 1

答案　(1)鋅片上有氣泡產(chǎn)生，銅片上無氣泡　鋅能置換出酸中的氫而銅不能

(2)CuSO₄　鋅片上有紅色物質(zhì)析出，鋅片上產(chǎn)生氣泡的速率明顯加快　活潑金屬可把不活潑金屬從其鹽溶液中置換出來，Zn、Cu和稀硫酸構(gòu)成原電池，Zn為負極

(3)2CuSO₄＋2H₂O2Cu＋O₂↑＋2H₂SO₄　陰極上有紅色銅析出，陽極上有氣泡產(chǎn)生

(4)分別取一小片銅片與鋅片于兩支試管中，向試管中分別加入少量的綠色FeCl₂溶液，稍待片刻，放鋅片的試管中溶液的綠色褪去，溶液近乎于無色，而放銅片的試管中溶液無變化

解析　比較金屬活動性的強弱可以從以下幾個角度分析：①與酸或水反應置換出氫的難易程度；②相互間的置換反應；③形成原電池時的電極反應；④電解時離子的放電順序等。所以甲同學從銅、鋅與稀硫酸反應有無氫氣放出比較兩者金屬活動性的相對強弱，乙同學向燒杯中加入CuSO₄溶液，鋅置換出銅并構(gòu)成鋅銅原電池；丙同學在乙同學的基礎上利用電解裝置來比較銅和鋅的金屬性強弱，因Cu^2＋的氧化性強于Zn^2＋，故硫酸銅被電解；除了以上方案外，還可通過與同一氧化劑反應的現(xiàn)象來判斷還原性的強弱，所以加入少量氯化亞鐵溶液，根據(jù)反應的情況判斷金屬活動性強弱。