Question

19．某小組同學(xué)要探究鎂、鐵、銅三種金屬的活動性順序，設(shè)計了如圖所示的實驗方案：
（1）試管乙中觀察到的現(xiàn)象是鐵粉表面有紅色的金屬生成，溶液由藍(lán)色逐漸變?yōu)闇\綠色，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．
（2）同學(xué)們經(jīng)討論后認(rèn)為該方案可以優(yōu)化，丙（填序號）試管的實驗是多余的．同學(xué)經(jīng)討論得出三種金屬的活動性由強到弱的順序為Mg＞Fe＞Cu．
（3）去掉多余的實驗，同學(xué)們將另兩只試管中反應(yīng)后的物質(zhì)倒入同一大燒杯中，一段時間后過濾，得到不溶物和濾液，并對不溶物的成分進行如下探究：
【提出問題】燒杯中不溶物的成分是什么？
【實驗探究】向過濾得到的不溶物中加稀硫酸，根據(jù)如下現(xiàn)象確定燒杯中不溶物的成分：
①若無氣泡產(chǎn)生，則不溶物的成分是銅；
②若有氣泡產(chǎn)生，則不溶物中一定含有銅、鐵，可能含有鎂．

Answer 1

分析 （1）試管乙中鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵溶液，現(xiàn)象是溶液有藍(lán)色變?yōu)闇\綠色，生成紅色固體；
（2）甲、乙就可以證明三種金屬的活動性強弱，故丙是多余的；
（3）①向過濾得到的不溶物中加稀硫酸，無氣泡產(chǎn)生，根據(jù)金屬能否與酸反應(yīng)解答；
②向過濾得到的不溶物中加稀硫酸，有氣泡產(chǎn)生，根據(jù)金屬能否與酸反應(yīng)解答．

解答 解：（1）在金屬活動性順序表中鐵在銅的前面，所以鐵可以和硫酸銅溶液發(fā)生反應(yīng)置換出銅，故填：鐵粉表面有紅色的金屬生成，溶液由藍(lán)色逐漸變?yōu)闇\綠色；試管乙中鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵溶液；反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（2）甲、乙就可以證明三種金屬的活動性強弱Mg＞Fe＞Cu，故丙是多余的；
（3）向過濾得到的不溶物中加稀硫酸，①無氣泡產(chǎn)生，說明不溶物中沒有鎂和鐵，故不溶物的成分是銅；
②有氣泡產(chǎn)生，若鎂過量，則銅鹽和鐵鹽均被置換出來，不溶物中含有鎂、鐵、銅，若鎂少量，則不溶物中一定含有鐵和銅，因此不溶物中一定含有鐵和銅，可能含有鎂；
答案：
（1）鐵粉表面有紅色的金屬生成，溶液由藍(lán)色逐漸變?yōu)闇\綠色；Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（2）丙；Mg＞Fe＞Cu；
（3）①銅；②銅、鐵；鎂．

點評 本題考查了學(xué)生的實驗設(shè)計能力，屬于能力提高型習(xí)題，有一定的開放性，能培養(yǎng)學(xué)生分析實驗評價實驗的能力，掌握金屬活動性順序驗證的原理是解題的關(guān)鍵．