Question

3．金屬材料被廣泛應(yīng)用于我們的生活，不僅是因為其物理性能優(yōu)良，還與它們的化學(xué)性質(zhì)密切相關(guān)．下面是小明同學(xué)設(shè)計測定金屬鐵、銅和鎂的活動性的探究實驗過程和實驗記錄，請你一起探究．
【實驗?zāi)康摹繙y定金屬鐵、銅和鎂的活動性強弱．
【所用試劑】稀硫酸，硝酸銀溶液，光亮的薄鐵片、薄銅片、薄鎂片．
【實驗過程】
步驟Ⅰ：將鐵片、銅片、鎂片分別在空氣中點燃片刻，觀察燃燒的現(xiàn)象；
步驟Ⅱ：將鐵片、銅片、鎂片分別放入三只盛有溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同、體積相同的稀硫酸的試管中；
步驟Ⅲ：將鐵片、銅片、鎂片分別放入三只盛有溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同、體積相同的硝酸銀溶液的試管中．
【實驗記錄】用“√”表示能觀察到實驗現(xiàn)象，用“-”表示觀察不到實驗現(xiàn)象（具體見下表）．

金屬	空氣	稀硫酸	硝酸銀溶液
鐵	-	√	√
銅	-	-	√
鎂	√	√	√

（1）通過步驟Ⅰ可以得出三種金屬中鎂的金屬活動性最強，判斷依據(jù)是在空氣中，只有鎂能和氧氣反應(yīng)．
（2）運用“控制變量法”設(shè)計實驗方案是化學(xué)研究的重要方法．步驟Ⅱ和步驟Ⅲ中，需要控制的實驗條件除了金屬的體積、溶液的體積、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)以外，還需要控制的條件是溶液的種類．寫出鎂和稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑；，此反應(yīng)屬于置換反應(yīng)．
【實驗結(jié)論】金屬鐵、銅和鎂的活動性由強到弱的順序是Mg、Fe、Cu（用元素符號表示）．
反思與交流】若利用上述試劑制取氫氣，小明認(rèn)為應(yīng)該選擇金屬鐵和稀硫酸反應(yīng)，而不選擇金屬鎂和稀硫酸反應(yīng)，他的理由是Mg和H₂SO₄反應(yīng)速度太快，不易控制．

Answer 1

分析 根據(jù)以下方法判斷金屬活動性強弱的：①金屬活動性順序表背出來，排在前面的金屬的活動性比后面的要強．②和同種酸反應(yīng)的速度快慢，反應(yīng)越快的活動性越強③在空氣中反應(yīng)的難易程度．例如鐵不能在氧氣中燃燒而鈉可以在氧氣中燃燒，說明鈉的活動性大于鐵④利用書本最后一頁的元素周期表，具體利用遵循下面的原則：橫向，從左到右，金屬的活動性在減弱；從上到下，金屬的活動性在增強．在化學(xué)實驗設(shè)計中，要注意在同一個實驗中變量只能是一個；排在氫前面的金屬大都和酸反應(yīng)生成氫氣，屬于置換反應(yīng)；根據(jù)實驗的現(xiàn)象可以判斷出Mg、Fe、Cu金屬活動性強弱．

解答 解：（1）根據(jù)金屬與氧氣反應(yīng)的難易程度可以判斷出金屬活動性的強弱，在空氣中，只有鎂能和氧氣反應(yīng)；
（2）化學(xué)實驗中注意控制變量，對于步驟Ⅱ和步驟Ⅲ還必須是同種溶液；鎂與酸反應(yīng)生成氫氣和鎂鹽，屬于置換反應(yīng)；根據(jù)實驗現(xiàn)象和金屬活動性強弱的判斷依據(jù)，可知鎂活動性最強，鐵次之，銅最弱；對于制取氫氣所選擇的反應(yīng)原料，有一定的要求，首先要科學(xué)可行，反應(yīng)速率適中，易于收集等，而鎂金屬活動性太強，反應(yīng)太快，不易控制．
故正確答案：（1）在空氣中，只有鎂能和氧氣反應(yīng)；
（2）溶液的種類；Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑；置換反應(yīng)；
【實驗結(jié)論】Mg、Fe、Cu；
【反思與交流】Mg和H₂SO₄反應(yīng)速度太快，不易控制．

點評 該題以學(xué)生設(shè)計探究Mg、Fe、Cu三種金屬活動性強弱的實驗過程為題設(shè)，相對難度降低，旨在考查了學(xué)生的實驗步驟、過程、結(jié)果的分析和總結(jié)能力和金屬活動性強弱的判斷依據(jù)；同時化學(xué)方程式也是一個考查的熱點．