Question

【题目】某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案．请你帮助他们完成有关实验项目：
方案Ⅰ：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸或稀盐酸中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性．该原理的离子方程式为 ．
方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它们的活动性．试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，
并写出电极反应式．正极反应式：；负极反应式：；
方案Ⅲ：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同： ， 用离子方程式表示其反应原理： ．

Answer 1

【答案】Fe+2H+═Fe2++H2↑；；2H++2e﹣=H2↑；Fe=Fe2++2e﹣；取无锈铁棒插入CuSO4溶液，若铁棒表面覆盖一层铜，说明Fe比Cu活动性强；Fe+Cu2+═Cu+Fe2+
【解析】解：方案Ⅰ：铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，离子方程式为Fe+2H+═Fe2++H2↑，故答案为：Fe+2H+═Fe2++H2↑；
方案Ⅱ：利用Fe、Cu作电极设计成原电池，因铁比铜活泼，负极为铁，正极为铜，电解质溶液可为酸或铜盐溶液，可设计装置图为 ，负极铁被氧化生成Fe2+ ， 正极H+被还原生成H2 ， 正极反应为2H++2e﹣→H2↑，负极反应为
Fe=Fe2++2e﹣ ，
故答案为： ；2H++2e﹣=H2↑；Fe=Fe2++2e﹣；
方案Ⅲ：根据铁和铜的置换反应设计，设计方法如下：将铁片置于CuSO4溶液中，一段时间后观察Fe表面有红色的金属铜析出，即可以证明金属铁的活泼性强于金属铜的，反应原理为铁和铜离子发生氧化还原反应生成铜和二价铁离子，反应的离子方程式为Fe+Cu2+═Fe2++Cu，
故答案为：取无锈铁棒插入CuSO4溶液，若铁棒表面覆盖一层铜，说明Fe比Cu活动性强；Fe+Cu2+═Cu+Fe2+ ．
Ⅰ：根据铁与酸的反应分析并写出离子方程式；
Ⅱ：利用Fe、Cu作电极设计成原电池，因铁比铜活泼，负极为铁，正极为铜，电解质溶液可为酸或铜盐溶液；
Ⅲ：根据铁、铜之间的置换反应设计．