Question

2．同學們通過實驗來驗證Cu、Fe、Ag三種金屬的活動性順序．實驗室提供的藥品有：Cu（NO₃）₂溶液、AgNO₃溶液、Fe（NO₃）₂溶液、稀硫酸、銅絲、鐵絲、銀絲、鋁絲．
Ⅰ．小華同學設計并完成了如下實驗：
①把鐵絲插入裝有稀硫酸的試管中；②把銅絲插入裝有稀硫酸的試管中；
③把銀絲插入裝有稀硫酸的試管中；④把銅絲插入裝有AgNO₃溶液的試管中．
你認為小華所做的實驗③（填序號）是多余的．①中的化學方程式是Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．
Ⅱ．小貝只選用了上述藥品中的三種，通過兩步實驗，也達到了實驗目的．他選用的三種藥品是銅絲、AgNO₃溶液、Fe（NO₃）₂溶液（或鐵絲、銀絲、Cu（NO₃）₂溶液）（寫出一種藥品組合即可）．
Ⅲ．實驗后，大家又對金屬與鹽溶液反應后的溶質與固體成分產生了好奇．他們分別取一定量的鋁絲放入到盛有
Cu（NO₃）₂和AgNO₃混合溶液的燒杯中，充分反應后，過濾，得到濾渣和濾液．
【提出問題】濾液中所含溶質是什么？
【猜想假設】同學們對濾液中所含的溶質做出多種猜想：
猜想一：只有Al（NO₃）₃；猜想二：Cu（NO₃）₂、Al（NO₃）₃
猜想三：AgNO₃、Al（NO₃）₃；猜想四：Cu（NO₃）₂、AgNO₃、Al（NO₃）₃
經討論，大家一致認為其中猜想三不正確．
【設計實驗】同學們分別對所得濾液或濾渣按照如下方案進行了驗證．
小貝組：向所得濾渣中滴加稀鹽酸，若觀察到有氣泡產生，則猜想一成立．
小華組：將銅絲插入所得濾液，若觀察到銅絲表面有銀白色物質出現(xiàn)，即可證明猜想四成立．

Answer 1

分析 （1）在金屬活動性順序中，位于氫前面的金屬能置換出酸中的氫，位于前面的金屬能把排在它后面的金屬從其鹽溶液中置換出來，據此判斷能否發(fā)生反應，進而可確定三種金屬活動性由強到弱的順序．
（2）驗證三種金屬活動性強弱時，通常采取“三取中”的方法，即取中間金屬單質與兩端的金屬的鹽溶液反應或取中間金屬的鹽溶液與兩端金屬的單質反應．
Ⅲ．根據金屬活動性順序，可知活動性：鋁＞銅＞銀，因為過濾后往濾渣中加稀鹽酸，銅 鋁 銀中只有鋁能和鹽酸反應放出氣泡，鋁一定與AgNO₃和Cu（NO₃）₂的混合液反應，而生成鋁離子．據此分析．

解答 解：Ⅰ．由①、②可知，鐵比銅活潑；由④可知，銅比銀活潑，所以無需再做銀絲與稀鹽酸的反應，故③是多余的．
①把鐵絲插入裝有稀鹽酸的試管中，鐵能與稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，化學方程式是：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
Ⅱ．Cu、Fe、Ag的金屬活動性順序是鐵＞銅＞銀；在驗證三種金屬活動性強弱時，通常采取“三取中”的方法，即取中間金屬單質與兩端的金屬的鹽溶液反應或取中間金屬的鹽溶液與兩端金屬的單質反應，因此可選用金屬銅，銅與硝酸銀溶液反應生成硝酸銅和銀，銅不與氯化亞鐵溶液反應，可得出三種金屬活動性強弱順序是鐵＞銅＞銀（或鐵絲、銀絲、Cu（NO₃）₂溶液）．
Ⅲ．【猜想假設】鋁＞銅＞銀，鋁先與硝酸銀溶液反應，生成硝酸鋁和銀，銀離子被全部置換出來后，鋁在和硝酸銅反應生成銅和硝酸鋁，如果溶液中有銀離子，則銅離子一定存在，故猜想三不正確；
【設計實驗】銅 鋁 銀中只有鋁能和鹽酸反應放出氣泡，所以向所得濾渣中滴加稀鹽酸，若觀察到有氣泡產生，濾渣中有鋁，則猜想一正確；
將銅絲插入所得濾液，銅比鋁活潑，若觀察到銅絲表面有銀白色物質出現(xiàn)，則說明溶液中有銀離子，故猜想四正確．
故答案為：
Ⅰ．③；Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
Ⅱ．銅絲、AgNO₃溶液、Fe（NO₃）₂溶液（或鐵絲、銀絲、Cu（NO₃）₂溶液）；
Ⅲ．【猜想假設】三；
【設計實驗】一；銅絲表面有銀白色物質出現(xiàn)．

點評 本題難度不大，考查金屬活動性應用，掌握金屬活動性應用“反應則活潑、不反應則不活潑”是正確解答此類題的關鍵．