题目内容

15．某化学探究小组为了验证铁、铜、锌、银的金属活动性顺序，设计了如图1所示实验方案：
①将铁片加入到稀盐酸中；②将铜片加入到硝酸银溶液中；③将锌片加入到稀盐酸中；④将金属片X加入到Y中．（所有金属均已打磨，且形状、大小以及稀盐酸浓度均相同）

（1）写出①中反应的化学方程式：Fe+2HCl═FeCl2+H2↑；
（2）通过上述实验，可以判断锌的金属活动性比铁强，依据的现象是③中反应速率比①中快；
（3）要得出这四种金属的活动性顺序，如果④中Y表示硫酸铜溶液，则X表示的一种金属是Fe．
（4）防止金属腐蚀，特别是钢铁的锈蚀是世界科学研究和技术领域中的重大问题．某同学为了探究铁生锈与哪些因素有关，设计了一个实验（如图2所示）：该同学找到三个铁钉，经过酸洗除锈、干燥后，分别放入A、B、C三支试管中；再向A、B试管中各注入煮沸后迅速冷却的蒸馏水，A中的铁钉部分浸入水中，B中的铁钉浸没水中，并在水面上注入一层植物油；C中放入一团裹有干燥剂CaO的棉花并塞上橡皮塞．
在三支试管中，容易生锈的是A中的铁钉，因此铁生锈的条件是：铁与水和氧气接触．

分析 （1）根据铁与盐酸反应，生成氯化亚铁和氢气解答；
（2）可以利用活泼金属与酸反应的速度不同来确定金属的活动性强弱；
（3）根据金属与盐溶液反应来确定金属的活动性的强弱；
（4）铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程，据此进行分析解答．

解答 解：（1）铁与盐酸反应，生成氯化亚铁和氢气，①中反应的化学方程式为：Fe+2HCl═FeCl2+H2↑；
（2）将大小相同的锌片和铁片放入完全相同的稀盐酸溶液中，由于锌与盐酸的反应比铁片与盐酸反应剧烈，反应的时间短．所以，判断出锌的金属活动性比铁强；
（3）在实验②铜片上出现银白色物质，铜能将银从其溶液中置换出来，可以得出铜的活动性比银强；
要通过实验得出铁和铜的金属活动性顺序，如果Y是硫酸铜溶液，则金属A是Fe，该反应的化学方程式为：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu；
（4）铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程，A中的铁钉最易与氧气、水分接触，最容易生锈．
答案：
（1）Fe+2HCl═FeCl2+H2↑；
（2）③中反应速率比①中快；  
（3）Fe；
（4）A；  铁与水和氧气接触．

点评 在验证金属的活动性顺序时，可以根据金属在活动性顺序表中的位置来选择应用哪些药品，怎样进行实验．

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