题目内容

1．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．
【实验目的】测定金属铁、铜和镁的活动性强弱
【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浓度相同、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浓度相同、体积相同的硝酸银溶液的试管中．
【实验记录】用“×”表示能观察不到实验现象，用“√”表示观察到实验现象（见表）．
实验现象记录表
金属空气稀硫酸硝酸银
铁×√√
铜××√（A）
镁√√√
（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
（2）记录表A处应填写的现象是是金属铜表面附着着一层银白色的金属，溶液的颜色由无色变为蓝色，该反应的化学方程式为Cu+2AgNO3═Cu（NO3）2+2Ag；
（3）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、浓度以外，还需要控制的条件是溶液的种类．写出镁和稀硫酸反应的化学方程式Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑，此反应属于置换反应．
【实验结论】金属锌、铜和镁的活动性由弱到强的顺序是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锌和稀硫酸反应，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．

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）铜能和硝酸银溶液反应生成银和硝酸铜，所以观察到的现象是金属铜表面附着着一层银白色的金属，溶液的颜色由无色变为蓝色，反应的化学方程式为：Cu+2AgNO3═Cu（NO3）2+2Ag；
（3）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；镁与硫酸反应生成氢气和镁硫酸，反应的化学方程式为Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑，该反应属于置换反应；
【实验结论】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；
【反思交流】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．
故答案为：（1）在空气中，镁能和氧气反应的最剧烈；
（2）是金属铜表面附着着一层银白色的金属，溶液的颜色由无色变为蓝色；Cu+2AgNO3═Cu（NO3）2+2Ag；
（3）溶液的种类；Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑；置换；
【实验结论】Mg、Fe、Cu；
【反思交流】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．

练习册系列答案
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