题目内容
【题目】某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,请完成有关问题。
方案Ⅰ:将形状和大小均相同的铁片和铜片,分别同时放入100 mL 2.0 mol·L-1稀硫酸中,观察反应的情况,据此确定它们的金属活动性。
方案Ⅱ:利用Fe、Cu作电极设计成原电池,以确定它们的金属活动性。
(1)方案Ⅰ中发生反应的离子方程式为 。
(2)在方框内画出方案Ⅱ中的原电池装置图,注明电解质溶液名称和正、负极材料,标出电子流动方向,并写出电极反应式:
正极: ;
负极: 。
(3)结合你所学的知识,请你再设计一个与方案Ⅰ、Ⅱ不同的验证Fe、Cu活动性的简单实验方案: ,用离子方程式表示其反应原理: 。
【答案】(1)Fe+2H+=Fe2++H2↑
(2)
;2H++2e-=H2↑;Fe-2e-=Fe2+(其他合理答案均可)
(3)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动性强于金属铜;Fe+Cu2+=Fe2++Cu(其他合理答案均可)
【解析】比较金属的活动性,可以利用原电池原理,即用两种金属作电极组成原电池,根据发生的电极反应或反应现象等确定正、负极,一般情况下,负极的金属活动性强于正极金属活动性;除此之外,利用金属之间的置换、比较相应金属阳离子的氧化性、比较其最高价氧化物对应水化物的碱性强弱等方法都可以。
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