Question

2．下面是小強同學設計測定金屬鐵、銅、鋅和銀的活動性的探究實驗過程和實驗記錄．
【實驗目的】測定金屬鐵、銅、鋅和鎂的活動性強弱
【所用試劑】稀硫酸、硝酸鋅溶液、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、鋅片分別放入三只盛有溶質質量分數相同、體積相同的稀硫酸的試管中；
步驟Ⅱ：將鐵片、銅片、鋅片分別放入三只盛有溶質質量分數相同、體積相同的硝酸鋅溶液的試管中；
步驟Ⅲ：將鐵片、銅片、鋅片分別放入三只盛有溶質質量分數相同、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象，用“-”表示觀察不到實驗現象（見如表）．

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

（1）在上述步驟中，除了控制溶液的溶質質量分數和體積相同外，還應該控制的變量有金屬的質量、形狀．
（2）鐵和稀硫酸反應的實驗現象是有氣泡產生，溶液由無色變成淺綠色，反應的化學方程式為Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，反應后溶液的質量變大（填“大”或“小”）．實驗室常用稀硫酸和鋅粒反應制取氫氣，不能用稀鹽酸代替稀硫酸，原因是稀鹽酸具有揮發(fā)性，制取的氫氣不純．請寫出銅和硝酸銀溶液反應的化學方程式Cu+2AgNO₃=Cu（NO₃）₂+2Ag．
（3）四種金屬的活動性順序是鋅、鐵、銅、銀，科學實驗證明，大多數金屬的化學性質比較活潑，原因是大多數都會與氧氣反應．
（4）在金屬活動性順序中位置靠前的金屬易失電子，給位于其后的金屬陽離子．金屬原子失去電子，具有還原性，失電子能力越強還原性越強；金屬陽離子得到電子，具有氧化性，得電子能力越強氧化性越強．請寫出Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺的氧化性強弱順序Cu²⁺、Fe²⁺、Zn²⁺．
（5）鋼鐵的銹蝕主要是鐵與空氣中的氧氣、水等物質發(fā)生化學反應的結果．鋁的活動性比鐵強，但生活中很少見到鋁被腐蝕，原因是鋁和空氣中的氧氣反應會生成致密的氧化鋁薄膜．

Answer 1

分析 （1）根據金屬的質量和接觸面積也會影響反應速率進行分析；
（2）根據鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，鹽酸具有揮發(fā)性，銅和硝酸銀反應生成硝酸銅和銀進行分析；
（3）根據題中的實驗現象和大部分金屬都會與氧氣反應進行分析；
（4）根據金屬陽離子得到電子，具有氧化性，得電子能力越強氧化性越強進行分析；
（5）根據鐵會與空氣中的氧氣、水反應而發(fā)生生銹，鋁會與空氣中的氧氣反應生成致密的氧化鋁薄膜進行分析．

解答 解：（1）金屬的質量和接觸面積也會影響反應速率，所以除了控制溶液的溶質質量分數和體積相同外，還應該控制的變量有：金屬的質量、形狀；
（2）鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，所以實驗現象為：有氣泡產生，溶液由無色變成淺綠色，化學方程式為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，反應后溶液的質量變大，鹽酸具有揮發(fā)性，所以實驗室常用稀硫酸和鋅粒反應制取氫氣，不能用稀鹽酸代替稀硫酸，原因是：稀鹽酸具有揮發(fā)性，制取的氫氣不純，銅和硝酸銀反應生成硝酸銅和銀，化學方程式為：Cu+2AgNO₃=Cu（NO₃）₂+2Ag；
（3）通過分析題中的實驗現象和大部分金屬都會與氧氣反應，所以四種金屬的活動性順序是鋅、鐵、銅、銀，科學實驗證明，大多數金屬的化學性質比較活潑，原因是大多數都會與氧氣反應；
（4）金屬陽離子得到電子，具有氧化性，得電子能力越強氧化性越強，所以Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺的氧化性強弱順序為：Cu²⁺、Fe²⁺、Zn²⁺；
（5）鐵會與空氣中的氧氣、水反應而發(fā)生生銹，鋁會與空氣中的氧氣反應生成致密的氧化鋁薄膜，所以生活中很少見到鋁被腐蝕．
故答案為：（1）金屬的質量、形狀；
（2）有氣泡產生，溶液由無色變成淺綠色，Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，大，稀鹽酸具有揮發(fā)性，制取的氫氣不純，Cu+2AgNO₃=Cu（NO₃）₂+2Ag；
（3）鋅、鐵、銅、銀，大多數都會與氧氣反應；
（4）Cu²⁺、Fe²⁺、Zn²⁺；
（5）氧氣、水，鋁和空氣中的氧氣反應會生成致密的氧化鋁薄膜．

點評 本題以學生設計探究金屬活動性強弱的實驗過程為題設，相對難度降低，旨在考查了學生的實驗步驟、過程、結果的分析和總結能力和金屬活動性強弱的判斷依據．