Question

根據(jù)所學(xué)金屬的有關(guān)性質(zhì)和圖示實驗，回答問題：

（1）實驗A中反應(yīng)的主要實驗現(xiàn)象是

 

，化學(xué)方程式為

 

．
在探究鐵、銅、鋅、銀的金屬活動性順序時，某小組做了如圖B三個實驗：（所用金屬的形狀與大小和稀鹽酸的用量均相同）
（2）一段時間后，可明顯觀察到實驗Ⅱ的現(xiàn)象是

 

；反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（3）小組中的同學(xué)甲認(rèn)為：通過實驗Ⅰ和Ⅲ可比較出鋅和鐵的金屬活動性強弱．他依據(jù)的實驗現(xiàn)象是

 

．
（4）乙和丙兩位同學(xué)認(rèn)為上述三個實驗不能夠得出四種金屬的活動性順序，原因是

 

；并在上述實驗的基礎(chǔ)上，補充了一個實驗（如圖C所示），實現(xiàn)了探究目的．他們的實驗設(shè)計是：X是金屬

 

，Y是

 

溶液（寫出化學(xué)式）．
（5）在完成實驗任務(wù)后，該小組又進行了深入的實驗探究．他們向一定質(zhì)量的稀鹽酸中加入鋅粉至過量．最后將所得的實驗數(shù)據(jù)繪制成了圖象（如圖D）．請你幫助他們確定橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)表示的量：若橫坐標(biāo)表示加入鋅粉的質(zhì)量，則縱坐標(biāo)表示

 

．
A、氫氣的質(zhì)量；B、溶液的質(zhì)量；C、稀鹽酸的質(zhì)量；D、生成的氯化鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析：根據(jù)鐵在氧氣中燃燒的現(xiàn)象、反應(yīng)的化學(xué)方程式進行分析解答即可．
     金屬活動性的探究要通過彼此之間的相互反應(yīng)等來進行驗證．要對實驗進行分析綜合，看能否將相對應(yīng)的物質(zhì)全部排好順序，如不能，則方案就需要進一步完善．在完善時，要對上面驗證過程中缺失的環(huán)節(jié)補充即可．

解答：解：（1）解：鐵在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，放出大量的熱，生成一種黑色固體；鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Fe+2O₂

點燃  .

Fe₃O₄．
（2）一段時間后，可明顯觀察到實驗Ⅱ鋅與稀鹽酸反應(yīng)的現(xiàn)象是 產(chǎn)生大量氣泡，鋅片逐漸減小；反應(yīng)的化學(xué)方程式是 Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑
．
（3）因為金屬與酸反應(yīng)的速度越快說明該金屬越活潑；故通過實驗Ⅰ和Ⅲ可比較出鋅和鐵的金屬活動性強弱；
（4）第Ⅰ個實驗說明鐵排在了氫的前面，圖B實驗說明銅排在銀的前面，第Ⅱ個實驗說明鋅排在了氫的前面，這兩個同時都反應(yīng)，就要注意在相同條件（題干特別注明：所用金屬的形狀與大小及稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和用量均相同）下反應(yīng)速率的大小，反應(yīng)越快就證明該金屬就越活潑，鋅比鐵反應(yīng)要快，所以Zn＞Fe．圖B銅片和硝酸銀反應(yīng)，說明Cu＞Ag．這樣我們還無法知道Fe和Cu之間的活動性關(guān)系，所以在補充實驗時就需要設(shè)計與Fe和Cu活動性有關(guān)的．
    在設(shè)計補充實驗驗證Fe和Cu活動性時，既可以讓兩者之間直接反應(yīng)驗證（如Fe和可溶性銅鹽如CuCl₂、Cu（NO₃）₂、CuSO₄或者銅和可溶性亞鐵鹽溶液反應(yīng)如FeCl₂、FeSO₄、Fe（NO₃）₂等），也可以讓銅和稀鹽酸反應(yīng)，因為上面有該藥品所以較為方便．同樣也可以比照上面Fe和Zn的驗證方式，象②一樣將鐵絲插入到硝酸銀中（硝酸銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和體積都要相同），和②對比生成白色物質(zhì)的速率．這些方案都可以，要考慮藥品的便捷性．
（5）鋅與鹽酸反應(yīng)時由于反應(yīng)前沒有氫氣，所以氫氣的質(zhì)量曲線應(yīng)該從零點開始，沒加入鋅前溶液是鹽酸溶液，加入鋅后溶液變?yōu)槁然�鋅溶液，質(zhì)量增大了，當(dāng)反應(yīng)完畢溶液質(zhì)量就不變了，所以B是正確的，由于鋅是過量的，所以最后鹽酸被全部反應(yīng)掉了，所以C不正確，在沒加入鋅前沒有氯化鋅，所以氯化鋅的曲線應(yīng)該從零點開始．
故答案為：
（1）劇烈燃燒，火星四射，放出大量的熱，生成一種黑色固體，3Fe+2O₂

點燃  .

Fe₃O₄．
（2）產(chǎn)生大量氣泡，鋅片逐漸減�。� Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑．
（3）實驗Ⅱ中產(chǎn)生氣體的速率比實驗Ⅰ的快．
（4）無法比較Fe和Cu的活動性；Fe，CuSO₄（其他可溶性銅鹽也可）．或者Cu，F(xiàn)eCl₂（其他可溶性亞鐵鹽也可）．或者Cu，HCl（以上方案是看反應(yīng)是否發(fā)生） Fe，AgNO₃ （是和②實驗對比金屬表面白色物質(zhì)的生成速率）
（5）B

點評：本題主要考查鐵生銹的條件、化學(xué)方程式的書寫、金屬活動性順序的應(yīng)用等方面的知識，實驗方案設(shè)計要考慮各種可行性方案，然后在方案中尋找最佳的方案付諸實施．不同的方案的原理也不盡相同，所以要勤思考，多總結(jié)．