Question

為節(jié)省藥品和時間，甲、乙、丙三位同學(xué)用銅片、鋅片、稀硫酸、CuSO₄ 溶液、直流電源、石墨電極、導(dǎo)線、燒杯、試管等中學(xué)化學(xué)常見的藥品和儀器(用品)，通過巧妙的構(gòu)思，設(shè)計了比較銅、鋅金屬活動性相對強(qiáng)弱的系列實驗。試填寫下列空白：

(1)甲同學(xué)分別將一小片銅片、鋅片置于燒杯底部(銅與鋅不接觸)，向燒杯中小心加入稀硫酸，觀察到的現(xiàn)象是

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甲同學(xué)的設(shè)計思路是______________________________________________。

(2)乙同學(xué)接著甲的實驗，向燒杯中滴加________溶液，進(jìn)而觀察到的現(xiàn)象是______________________________________________________________。

乙同學(xué)作出鋅、銅金屬活動性相對強(qiáng)弱的結(jié)論所依據(jù)的原理是________________________________________________________________________。

(3)丙同學(xué)使用直流電源、石墨電極組裝好電解裝置，向乙同學(xué)實驗后的溶液中補(bǔ)充了必要的試劑________溶液(作為電解液)。反應(yīng)在調(diào)控下隨即開始，實驗中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________。

實驗中的明顯現(xiàn)象是______________________________________________。

(4)請你再單獨設(shè)計一個簡單的實驗(試劑、儀器自選)，探究和證實鋅、銅金屬活動性的相對強(qiáng)弱(簡要說明操作和現(xiàn)象)___________________________________________________________

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Answer 1

解析　從該題的實驗?zāi)康膩砜�，是要用實驗證明鋅和銅的金屬活動性的相對強(qiáng)弱；從實驗方法來看，有與酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡的快慢、構(gòu)成原電池時負(fù)極比正極活潑、置換反應(yīng)，金屬離子在溶液中電解時的現(xiàn)象等。甲同學(xué)用兩種金屬放到酸中觀察是否產(chǎn)生氣泡或產(chǎn)生氣泡的快慢來比較。乙同學(xué)在甲同學(xué)的基礎(chǔ)上，加入CuSO₄溶液觀察現(xiàn)象。鋅與少量硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)生成的銅附在鋅表面形成微型原電池，加快了反應(yīng)速率，產(chǎn)生氣泡的速率加快，說明鋅比銅活潑。丙同學(xué)在乙同學(xué)的基礎(chǔ)上運用電解原理，陰極有紅色的銅析出說明鋅比銅活潑。最后要設(shè)計一種方案，可以從氧化還原反應(yīng)的先后順序去證明金屬的活潑性，即與同種氧化劑接觸時，活潑性強(qiáng)的金屬先與氧化劑反應(yīng)，活潑性弱的金屬后與氧化劑反應(yīng)，因此可以將鋅、銅分別同時加入到少量淺綠色的氯化亞鐵溶液中，加入鋅的溶液褪色，說明鋅比銅活潑。

答案　(1)鋅片上有氣泡產(chǎn)生，銅片上無氣泡　鋅能置換出酸中的氫，而銅不能

(2)CuSO₄　鋅片上有紅色的銅析出，鋅片上產(chǎn)生氣泡的速率明顯加快　活潑金屬可以把不活潑金屬從其鹽溶液中置換出來(或Zn、Cu、稀硫酸組成原電池，Zn為負(fù)極)

(3)CuSO₄　2CuSO₄ ＋ 2H₂O2Cu＋O₂↑＋2H₂SO₄

陰極上有紅色的銅析出，陽極附近有氣體產(chǎn)生

(4)分別取一小片銅片與鋅片置于兩支試管中，向試管中加入少量淺綠色的FeCl₂溶液，片刻后，加鋅片的試管中溶液的顏色褪去，溶液近乎無色(其他合理答案也可)