Question

请参与某化学学习小组进行研究性学习的过程，并协助完成相关任务：
（1）为了验证铜、银、镁、铁的金属活动性顺序，小明同学设计如下实验方案：
a．将金属镁和铁分别放入到稀酸溶液中；b．将铜片放入到硝酸银溶液中．
①在步骤a中，所控制的实验条件是

 

．
②请写出小明在进行操作b过程中所观察的实验现象

 

，写出发生反应的化学方程式

 

，属

 

反应．
③小红同学认为，小明同学的实验方案不足以说明铜、银、镁、铁的金属活动性顺序，还需要进行一个实验，该实验的实验步骤是

 

．
（2）小王同学选择“镁丝和硫酸反应的快慢与什么因素有关”的课题开展探究．下表是他分别用相同质量的镁丝和足量稀硫酸反应的三组实验数据：

试验编号	硫酸的质量分数/%	反应的温度	镁丝消失的时间/s
①	3	20	500
②	6	20	300
③	6	30	80

a．实验和表明，该反应快慢与

 

有关．
b．能表明硫酸浓度对反应快慢有影响的实验编号是

 

和

 

c．如果实验中硫酸的质量分数改为4%，请推测出镁丝消失的时间（用t表示）的取值范围

 

．
d．该实验除了用镁丝消失的时间来衡量反应飞快慢外，你还能提出新的方法来衡量反应的快慢吗？

 

．

Answer 1

考点：金属活动性的探究,影响化学反应速率的因素探究,反应类型的判定,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：（1）根据变量唯一的原则解答．排在氢前的金属能与酸反应，排在氢后的金属不能与酸反应，根据铜与硝酸银的反应写出反应的方程式；根据反应物、生成物的种类及反应的特点分析反应的类型；
（2）根据对比实验的表格，变量唯一，通过变量看镁丝消失的时间．

解答：解：（1）①要验证铜、银、镁、铁的金属活动性顺序，必须控制变量唯一，变量是金属的种类，而其它的量金属的形状和酸的种类、浓度 必须相同．
②将铜片放入硝酸银溶液中，生成了银和硝酸铜，可以看到紫红色固体表面有银白色固体产生，溶液由无色逐渐变为蓝色，反应的方程式是：Cu+2AgNO₃=2Ag+Cu（NO₃）₂，该反应由一种单质和一种化合物反应，生成了另一种单质和另一种化合物，属于置换反应；
③将金属镁和铁分别放入到稀酸溶液中，镁和铁都能与酸反应产生氢气，而镁反应剧烈，根据反应的剧烈程度可以确定出镁和铁的活动性顺序；b．将铜片放入到硝酸银溶液中，铜能将银置换出来，说明铜的活动性比银强，但铜与铁的活动性没法比较，故应增加的步骤是铜放入稀酸中
（2）①实验②和③中温度不同，镁丝消失的时间不同，说明该反应快慢与温度有关．
②实验①和②中硫酸浓度不同，镁丝消失时间不同，说明反应快慢与硫酸浓度有关．
③根据表格中数据，硫酸浓度为3%时，镁丝消失的时间为500，硫酸浓度为6%时，消失时间为300，所以如果实验①中硫酸的质量分数改为4%，镁丝消失的时间（用t表示）的取值范围 300＜t＜500．
④该实验除了用镁丝消失的时间来衡量反应的快慢外，还可以通过收集等量氢气所需时间来衡量反应的快慢．
故答案为：（1）①金属的形状和酸的种类、浓度 ②紫红色固体表面有银白色固体产生，溶液由无色逐渐变为蓝色；Cu+2AgNO₃=2Ag+Cu（NO₃）₂；置换；③铜放入稀酸中（2）温度     ①②300＜t＜500     收集等量氢气所需时

点评：验证金属活动性顺序的方法可用金属与酸反应，也可能用金属与盐溶液反应来判断．