题目内容


为省药品和时间,甲、乙、丙三位同学用铜片、锌片、稀硫酸、CuSO4溶液(直流电源、石墨电极、导线、烧杯、试管等中学化学常见的药品和仪器用品)以巧妙的构思“接力”的方式,设计了比较铜与锌金属活动性相对强弱的系列实验。试填写下列空白:

(1)甲同学分别将一小片铜片、锌片置于烧杯底部(铜与锌不接触),小心向烧杯中加入稀硫酸,观察到的现象是___________________________________________________

________________________________________________________________________。

甲同学的设计思路是__________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)乙同学接着甲的实验,向烧杯中滴加________溶液,进而观察到的现象是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

乙同学判断出锌、铜金属活动性相对强弱,所依据的原理是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)丙同学使用直流电源、石墨电极组装好电解装置,向乙同学实验后的溶液中补充了必要的试剂(作为电解液),反应在调控下随即开始,实验中有关的化学反应方程式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

获得的实验明显现象是_______________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)请你再单独设计一个简单的实验(试剂、仪器自选),探究和证实锌和铜的金属活动性的相对强弱(简要说明操作和现象)________________________________________________

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答案 (1)锌片上有气泡产生,铜片上无气泡 锌能置换出酸中的氢而铜不能

(2)CuSO4 锌片上有红色物质析出,锌片上产生气泡的速率明显加快 活泼金属可把不活泼金属从其盐溶液中置换出来,Zn、Cu和稀硫酸构成原电池,Zn为负极

(3)2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4 阴极上有红色铜析出,阳极上有气泡产生

(4)分别取一小片铜片与锌片于两支试管中,向试管中分别加入少量的绿色FeCl2溶液,稍待片刻,放锌片的试管中溶液的绿色褪去,溶液近乎于无色,而放铜片的试管中溶液无变化

解析 比较金属活动性的强弱可以从以下几个角度分析:①与酸或水反应置换出氢的难易程度;②相互间的置换反应;③形成原电池时的电极反应;④电解时离子的放电顺序等。所以甲同学从铜、锌与稀硫酸反应有无氢气放出比较两者金属活动性的相对强弱,乙同学向烧杯中加入CuSO4溶液,锌置换出铜并构成锌铜原电池;丙同学在乙同学的基础上利用电解装置来比较铜和锌的金属性强弱,因Cu2+的氧化性强于Zn2+,故硫酸铜被电解;除了以上方案外,还可通过与同一氧化剂反应的现象来判断还原性的强弱,所以加入少量氯化亚铁溶液,根据反应的情况判断金属活动性强弱。


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