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：锌片上 铜片上 ．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：锌片上 铜片上 ．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：阴极上 阳极上 ．
（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：锌片上
（2）乙同学接着甲的实验，向烧杯中滴加
（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
考点：探究原电池及其工作原理
专题：实验设计题
分析：（1）甲同学用两种金属放到酸中是否产生气泡或产生气泡的快慢来比较金属性强弱；
（2）乙同学在甲的基础上，加入CuSO4溶液观察现象，锌与少量硫酸铜发生置换反应生成的铜附在锌表面形成微型原电池，根据金属腐蚀速率确定金属性强弱；
（3）丙同学在乙同学的基础上运用电解原理来分析，根据离子放电顺序确定金属性强弱．
（2）乙同学在甲的基础上，加入CuSO4溶液观察现象，锌与少量硫酸铜发生置换反应生成的铜附在锌表面形成微型原电池，根据金属腐蚀速率确定金属性强弱；
（3）丙同学在乙同学的基础上运用电解原理来分析，根据离子放电顺序确定金属性强弱．
解答：
解：（1）甲同学用两种金属放到酸中是否产生气泡或产生气泡的快慢来比较金属性强弱，Zn和稀硫酸反应生成氢气，所以Zn片上看到的现象是有气泡产生；
Cu和稀硫酸不反应，所以看到的现象是：Cu片上没有气泡产生；
则甲的设计思路是锌能置换出酸中的氢而Cu不能，从而确定两种金属活泼性强弱，
故答案为：有气泡产生；无气泡产生；锌能置换出酸中的氢而铜不能；
（2）乙同学在甲的基础上，加入CuSO4溶液观察现象，锌与少量硫酸铜发生置换反应生成的铜附在锌表面形成微型原电池，锌作负极而加速被腐蚀，所以加快了反应速率，产生气泡的速率加快，铜片上无气泡产生，说明锌比铜活泼，
故答案为：CuSO4；有红色的铜析出，产生气泡的速率明显加快；铜片上无气泡；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）在含有铜离子和锌离子的溶液中进行电解实验，不活泼金属阳离子先得电子而析出单质，阴极上先析出铜单质，电池反应式为2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4，说明锌比铜活泼，所以应该向乙的实验后的溶液中加入硫酸铜，电解时，阴极上铜离子放电生成铜单质，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，所以看到的现象是：阴极上有红色铜析出，阳极附近有气体产生，
故答案为：CuSO4；2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4；有红色铜析出；有无色气泡产生．
Cu和稀硫酸不反应，所以看到的现象是：Cu片上没有气泡产生；
则甲的设计思路是锌能置换出酸中的氢而Cu不能，从而确定两种金属活泼性强弱，
故答案为：有气泡产生；无气泡产生；锌能置换出酸中的氢而铜不能；
（2）乙同学在甲的基础上，加入CuSO4溶液观察现象，锌与少量硫酸铜发生置换反应生成的铜附在锌表面形成微型原电池，锌作负极而加速被腐蚀，所以加快了反应速率，产生气泡的速率加快，铜片上无气泡产生，说明锌比铜活泼，
故答案为：CuSO4；有红色的铜析出，产生气泡的速率明显加快；铜片上无气泡；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）在含有铜离子和锌离子的溶液中进行电解实验，不活泼金属阳离子先得电子而析出单质，阴极上先析出铜单质，电池反应式为2CuSO4+2H2O
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故答案为：CuSO4；2CuSO4+2H2O
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点评：本题考查了金属活泼性强弱的探究实验，明确实验原理是解本题关键，从离子放电顺序、失电子难易程度、与酸置换出氢气的快慢等方面设计实验即可，实验设计是学习难点，同时考查学生学以致用能力，题目难度中等．
练习册系列答案
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