题目内容

为比较铁和铜金属活动性强弱，某研究小组的同学设计了如下一些方案，并将实验结果记录如下： 能根据以上各种现象或产物证明铁的金属活动性比铜强的方案一共有

[      ]

A．2种
B．3种
C．4种
D．5种
B
练习册系列答案
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不同的金属在化学反应中表现出来的活泼程度不同，早在1812年瑞典化学家贝采里乌斯根据大量实验现象首先提出了金属活动顺序的概念，后来俄国化学家贝开托夫在大量实验和系统研究之后，于1865年发表了金属活动性顺序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H） Cu Hg Ag Pt Au．
（1）金属活动性顺序是学习“金属及其化合物”的重要工具，许多“金属及其化合物”的知识规律可以通过金属活动性顺序来掌握．例如，工业上冶炼金属，根据金属活动性顺序可以采用不同的冶炼方法．其中可以用“热分解法”冶炼的金属是
Hg
Hg
、
Ag
Ag
．
工业上又常用下列反应进行金属钾的冶炼：Na+KCl
 高温 
.
 
K↑+NaCl，似乎“违背”了金属活动性顺序，试解释钠能将更活泼的钾置换出来的原因
该反应为可逆反应，及时抽出钾蒸气，导致平衡不断正向移动
该反应为可逆反应，及时抽出钾蒸气，导致平衡不断正向移动
．
（2）在实践中发现还有许多化学事实“违背”金属活动性顺序，但这些“反常”现象都可以通过化学原理得到合理解释．某学生在做探究实验时，把锌粒投入1mol?L-1氯化铁溶液中，观察到如下实验现象：锌粒表面有一定量气泡产生，溶液颜色逐渐变浅，一段时间后溶液逐渐浑浊，试用相关反应方程式进行解释
Zn+2Fe3+═Zn2++2Fe2+
Zn+2Fe3+═Zn2++2Fe2+
、
3Zn+2Fe3++6H2O═2Fe（OH）3↓+3H2↑+3Zn2+[或Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+，Zn+2H+═Zn2++H2↑，或写化学方程式也可以]
3Zn+2Fe3++6H2O═2Fe（OH）3↓+3H2↑+3Zn2+[或Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+，Zn+2H+═Zn2++H2↑，或写化学方程式也可以]
．
（3）研究金属活动性顺序还可以指导对金属阳离子氧化性强弱的认识，工业上用氯化铁溶液腐蚀铜制电路板．
①请根据金属活动性顺序结合该反应原理，比较Cu2+、Fe3+、Fe2+的氧化性强弱
Fe3+＞Cu2+＞Fe2+
Fe3+＞Cu2+＞Fe2+
．
②请运用原电池原理设计实验验证Cu2+、Fe3+氧化性强弱的结论．
方案：
铜棒与碳棒用导线连接，再插入氯化铁溶液，发现有电流产生，铜棒不断溶解，溶液由黄色变为蓝色或蓝绿色
铜棒与碳棒用导线连接，再插入氯化铁溶液，发现有电流产生，铜棒不断溶解，溶液由黄色变为蓝色或蓝绿色
．
小琴同学设计如图所示的A、B两个实验．她事先除去了金属片表面的氧化物或污物．

（1）A实验中，为了比较锌、铜的金属活动性强弱，将锌片和铜片同时插入过量的稀硫酸中，所发生反应的化学方程式为
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
．
（2）B实验中，为了验证锌、铜、银三种金属活动性强弱，两种金属片分别是
锌片（或Zn）
锌片（或Zn）
和
银片（或Ag）
银片（或Ag）
，烧杯内盛放的溶液是过量的
CuSO4[或Cu（NO3）2或CuCl2溶液或用名称表达]
CuSO4[或Cu（NO3）2或CuCl2溶液或用名称表达]
溶液．
（3）为了验证锌、铁的金属活动性强弱，小琴同学将锌片和铁片同时插入A实验后的剩余溶液中，而没有插入B实验后的剩余溶液中，其原因是
将锌片、铁片放入A中，与实验后剩余溶液中过量的硫酸反应，锌片放出气泡速度比铁片快，得出锌比铁活泼；若将锌片、铁片放入B中，与实验后剩余溶液中过量的硫酸铜都反应，锌铁表面都生成红色固体（或锌铁的现象都相同），且无法判断铁是否与硫酸锌反应，所以不能比较锌铁的活动性强弱
将锌片、铁片放入A中，与实验后剩余溶液中过量的硫酸反应，锌片放出气泡速度比铁片快，得出锌比铁活泼；若将锌片、铁片放入B中，与实验后剩余溶液中过量的硫酸铜都反应，锌铁表面都生成红色固体（或锌铁的现象都相同），且无法判断铁是否与硫酸锌反应，所以不能比较锌铁的活动性强弱
．
甲同学拟通过实验探究同主族元素性质的递变规律，以及影响化学反应速率的因素．其设计的实验方案如下，请你帮他填写完整，并做出评价．
实验室提供的试剂：锌块、锌粉、铁条、铁粉、铜条、NaBr溶液、NaI溶液、新制的氯水、1mol/盐酸、3mol/L的盐酸
（1）探究同主族元素性质的递变规律
实验步骤 实验现象 实验结论及离子方程式
甲
溶液由无色变为橙色
溶液由无色变为橙色

乙
溶液由无色变为黄色
溶液由无色变为黄色
 离子方程式
甲：
2Br-+Cl2═Br2+2Cl-
2Br-+Cl2═Br2+2Cl-

乙：
2I-+Cl2═2Cl-+I2
2I-+Cl2═2Cl-+I2

结论：卤素单质的氧化强到弱的顺序为Cl2＞Br2＞I2
【评价】甲同学设计的实验方案的合理性是
B
B
（填序号）
A．非常合理B．部分合理C．完全不合理
【补充和完善】上一项若填A，则此项不用再作答，若填B或C，则完成实验还需要的试剂是
溴水
溴水
．
（2）探究影响化学反应速率的因素
实验步骤 实验现象 实验依据和结论

3mL1mol/L    3mL3mol/L
盐酸           盐酸
（金属质量相同，盐酸均过量）		 均有气体生成，锌粉先消失，锌块后消失 因为乙试管中的反应更快，所以反应物浓度越大，反应速率越快．
甲同学所得实验依据和结论有明显问题，问题是
锌粉的表面积大，也能加快反应速率
锌粉的表面积大，也能加快反应速率
．
（3）请你利用原电池原理，设计实验，比较铜和铁的金属活动性．画出实验装置图，标出正负极、电子流动方向，写出电极反应式．
装置图

电极反应式
负极：Fe-2e-═Fe2+
负极：Fe-2e-═Fe2+

正极：2H++2e-═H2↑
正极：2H++2e-═H2↑
．

（14分）不同的金属在化学反应中表现出来的活泼程度不同，瑞典化学家贝采里乌斯和俄国化学家贝开托夫称之为金属活动顺序。另一方面，同一金属在不同条件或不同化学反应中也可以表现出不同的活泼程度。

⑴根据金属活动性顺序，工业上冶炼金属可以采用不同的冶炼方法。其中可以用“热分解法”冶炼的金属有                 。

腐蚀速率/g.m-2.h-1

⑵工业上用氯化铁溶液腐蚀铜制电路板。根据金属活动性顺序及该反应原理，比较Cu2+、Fe3+、Fe2+的氧化性由强到弱的顺序：     　　。

⑶合金Fe-Cr在不同酸中反应情况不同，其在三种稀硫

酸、稀硝酸和稀盐酸中的腐蚀速率如图所示，则下列

有关说法正确的是          (填写序号)。

  　A．酸的氧化性越强，对该合金的腐蚀速率越大

  　B．稀硝酸对该合金的腐蚀性比另两种酸弱

C．合金中Cr含量增加，稀硝酸对该合金的腐蚀性减弱

⑷已知粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量

W(Cr)%
 
矿物杂质（与酸不反应）。某化学兴趣小组在实验室条件下，

以硫酸铜溶液为电解液，用电解的方法实现了粗铜的提纯，

并对阳极泥和电解液中金属进行回收。

步骤一：电解精制

电解时，粗铜应与电源的    极相连。电解过程中，硫酸铜的浓度会    （填“变大”、“不变”或“变小”）。

步骤二：电解完成后，该小组同学按以下流程对电解液进行处理：

稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液，请你写出该步反应的离子方程式：       。

残渣含有极少量的黄金，如何回收金，他们查阅了有关资料，了解到了一些有关金的知识，以下是他们获取的一些信息：

序号

反应

平衡常数

1

Au + 6HNO3（浓）= Au(NO3)3 + 3NO2↑+ 3H2O

<< 1

2

Au3+ + 4Cl－ =  AuCl4－

>>1

从表中可知，金很难与硝酸反应，但却可溶于王水（浓硝酸与盐酸按体积比1:3的混合物），请你简要解释金能够溶于王水的原因：                             。

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