Question

（2013?常州）某同學(xué)利用以下藥品：長(zhǎng)、寬和厚度均相同的鋅片、鐵片與銅片、稀硫酸、硫酸亞鐵溶液、硫酸銅溶液、硫酸鋅溶液、鋅粉，驗(yàn)證鋅、鐵、銅的金屬活動(dòng)性順序．
（1）實(shí)驗(yàn)前，用砂紙打磨金屬片的目的是

除去金屬表面的氧化膜

；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，該同學(xué)設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)I、Ⅱ兩種合彈的方案，如圖l所示：

若X、Y是兩種不同的試劑，則X、Y中溶質(zhì)的化學(xué)式依次為

H₂SO₄

、

FeSO₄

；
（3）該同學(xué)將硫酸亞鐵溶液和硫酸銅溶液混合在一起，溶液呈現(xiàn)青色．
A．向混合液中加入過(guò)量鋅粉，攪拌，溶液顏色的變化應(yīng)為：青色變淺至

淺綠

色，最終變?yōu)闊o(wú)色；
B．向混合注中插人鋅片，待其浸沒(méi)部分表面完全變色后，溶液仍為青色，取下鋅片表面附著的粉末，經(jīng)檢驗(yàn)其組成為鐵和銅．粉末中存在鐵的原因：
①反應(yīng)生成了鐵，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

Zn+FeSO₄═ZnSO₄+Fe

；
②

銅和鋅構(gòu)成原電池，電子轉(zhuǎn)移過(guò)程中亞鐵離子得到電子變成鐵單質(zhì)

；
（4）如圖2所示，該同學(xué)用導(dǎo)線將鋅片和銅片連接起來(lái)，接入電流表，然后把它們一起插入硫酸銅溶液中，該實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象為：①電流表

指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)

；②銅片表面

變粗

．

Answer 1

分析：（1）金屬在空氣中其表面能生成一層氧化膜，開(kāi)始氧化膜先與酸接觸反應(yīng)生成鹽和水幾乎不能產(chǎn)生氫氣，據(jù)此分析；
（2）根據(jù)金屬的活動(dòng)性順序表的應(yīng)用分析．在金屬活動(dòng)性順序中，位置在前的金屬能將位于其后的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)，氫前的金屬能與酸反應(yīng)生成氫氣進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；
（3）A、根據(jù)鋅的活動(dòng)性比銅和鐵強(qiáng)，可以和其鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng)，從而溶液的顏色也隨著發(fā)生改變分析；
B、根據(jù)強(qiáng)金屬和弱金屬的鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng)及原電池的工作原理分析；
（4）根據(jù)原電池的電子轉(zhuǎn)移及電流的形成和發(fā)生的變化分析．

解答：解：（1）金屬在空氣中其表面能生成一層氧化膜，氧化膜會(huì)阻止金屬與藥品的接觸，所以要先除去氧化膜；
（2）實(shí)驗(yàn)1：給定三種金屬，因此可以和酸混合：將三種金屬分別于稀硫酸混合后，銅與稀硫酸不反應(yīng)，鋅、鐵均能與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體，且鋅的反應(yīng)比鐵劇烈，可以得出鋅＞鐵＞銅；
實(shí)驗(yàn)2，給定兩種金屬，可以和中間金屬的鹽溶液混合，由于鋅能與硫酸亞鐵反應(yīng)，說(shuō)明鋅在鐵的前面，銅不與硫酸亞鐵反應(yīng)，說(shuō)明鐵在銅的前面．所以可以選用的另外一種藥品是硫酸亞鐵溶液；
（3）A、硫酸亞鐵溶液是淺綠色，硫酸銅溶液是藍(lán)色，離子溶液混合后呈現(xiàn)青色，加入過(guò)量鋅粉后，先和硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)，青色變淺；硫酸銅完全反應(yīng)后，溶液變?yōu)闇\綠色；接著鋅再和硫酸亞鐵發(fā)生置換反應(yīng)，變成硫酸鋅，溶液呈現(xiàn)無(wú)色；
B、混合鹽溶液中插入鋅片，鐵單質(zhì)可能有離子來(lái)源：當(dāng)溶液中銅離子的濃度很稀時(shí)，鋅與硫酸亞鐵直接發(fā)生置換反應(yīng)，反應(yīng)的方程式為：Zn+FeSO₄═ZnSO₄+Fe；也可能是銅和鋅構(gòu)成原電池，電子從鋅片轉(zhuǎn)移到銅片上時(shí)，溶液中的銅離子、亞鐵離子得到電子變成銅單質(zhì)和鐵單質(zhì)；
（4）原電池中鋅比銅活潑，所以鋅失去電子，電子從鋅片流向銅片，而電流從銅片流向鋅片，所以電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；銅離子在銅片上得到電子，生成紅色的銅單質(zhì)，故鋅片變薄，銅片表面變粗．
故答案為：（1）除去金屬表面的氧化膜；（2）H₂SO₄；FeSO₄；（3）淺綠色；Zn+FeSO₄═ZnSO₄+Fe；銅和鋅構(gòu)成原電池，電子轉(zhuǎn)移過(guò)程中亞鐵離子得到電子變成鐵單質(zhì)；（4）指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；變粗．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了金屬活動(dòng)性順序的運(yùn)用和原電池的原理，根據(jù)是熟練掌握位置在前的金屬能將位于其后的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)，且活動(dòng)性差別越大，越容易被置換；氫前的金屬能與酸發(fā)生置換反應(yīng)及原電池中電子轉(zhuǎn)移的方向及電流的方向．