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(2011?淄博)金属材料被广泛的应用于我们的生活中,不仅是因为其物理性能优良,还与它们的化学性质密切相关.下面是小明同学设计测定金属铁、铜和镁的活动性的探究实验过程和实验记录,请你一起探究.
【实验记录】测定金属铁、铜和镁的活动性强弱
【所用试剂】稀硫酸、硝酸银溶液、光亮的薄铁片、薄铜片、薄镁片
【实验过程】
步骤Ⅰ将铁片、铜片、镁片分别在空气中点燃片刻,观察燃烧现象;
步骤Ⅱ将铁片、铜片、镁片分别放入三只盛有溶质质量分数相同、体积相同的稀硫酸的试管中;
步骤Ⅲ将铁片、铜片、镁片分别放入三只盛有溶质质量分数相同、体积相同的硝酸银溶液的试管中.
【实验记录】用“√”表示能观察到实验现象,用“-”表示观察不到实验现象(见右表).
实验现象记录表
金属空气稀硫酸硝酸银溶液
-
--
(1)通过步骤Ⅰ可以得出三种金属中镁的金属活动性最强,判断依据是
在空气中,镁能和氧气反应的最剧烈
在空气中,镁能和氧气反应的最剧烈

(2)运用“控制变量法”设计实验方案是化学研究的重要方法.步骤Ⅱ和步骤Ⅲ中,需要控制的实验条件除了金属的体积、溶液的体积、溶质质量分数以外,还需要控制的条件是
溶液的种类
溶液的种类
.写出镁和稀硫酸反应的化学方程式
Mg+H2SO4=MgSO4+H2
Mg+H2SO4=MgSO4+H2
,此反应属于
置换反应
置换反应

【实验结论】金属铁、铜和镁的活动性由强到弱的顺序是
Mg Fe Cu
Mg Fe Cu
(用元素符号表示)
【反思交流】若利用上述试剂制取氢气,小明认为应该选择金属铁和稀硫酸反应,而不选择金属镁和稀硫酸反应,他的理由是
Mg和H2SO4反应速度太快,不易控制
Mg和H2SO4反应速度太快,不易控制
分析:根据以下方法判断金属活动性强弱的:①金属活动性顺序表背出来,排在前面的金属的活动性比后面的要强.②和同种酸反应的速度快慢,反应越快的活动性越强③在空气中反应的难易程度.例如铁不能在氧气中燃烧而钠可以在氧气中燃烧,说明钠的活动性大于铁④利用书本最后一页的元素周期表,具体利用遵循下面的原则:横向,从左到右,金属的活动性在减弱;从上到下,金属的活动性在增强.在化学实验设计中,要注意在同一个实验中变量只能是一个;排在氢前面的金属大都和酸反应生成氢气,属于置换反应;根据实验的现象可以判断出Mg、Fe、Cu金属活动性强弱.
解答:解:(1)根据金属与氧气反应的难易程度可以判断出金属活动性的强弱,与氧气反应越剧烈该气体金属活动性越强;
    (2)化学实验中注意控制变量,对于步骤Ⅱ和步骤Ⅲ还必须是同种溶液;镁与酸反应生成氢气和镁盐,属于置换反应;根据实验现象和金属活动性强弱的判断依据,可知镁活动性最强,铁次之,铜最弱;对于制取氢气所选择的反应原料,有一定的要求,首先要科学可行,反应速率适中,易于收集等,而镁金属活动性太强,反应太快,不易控制.
故正确答案:(1)在空气中,镁能和氧气反应的最剧烈;(2)溶液的种类;Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑;置换反应;Mg、Fe、Cu;Mg和H2SO4反应速度太快,不易控制
点评:该题以学生设计探究Mg、Fe、Cu三种金属活动性强弱的实验过程为题设,相对难度降低,旨在考查了学生的实验步骤、过程、结果的分析和总结能力和金属活动性强弱的判断依据;同时化学方程式也是一个考查的热点.
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