Question

顆粒達到納米級的單質鐵具有很強的反應活性，俗稱“納米鐵”．實驗室制備的方法是：以高純氮氣作保護氣，在高溫條件下用H₂和FeCl₂發(fā)生置換反應，生成“納米鐵”．請回答以下問題：
（1）寫出生成“納米鐵”的化學方程式

 

．
（2）反應中需要保護氣的原因是

 

．
（3）某化學探究小組為了驗證鐵、銅、鎂、汞的金屬活動性順序，設計了如下實驗方案：①將大小一樣的鐵片和鎂片分別加入到溶質質量分數相同的稀鹽酸中；②將銅片加入到硝酸汞溶液中，銅片上出現銀白色物質；③將金屬片A加入到溶液B中．根據實驗①判斷出鎂的金屬活動性比鐵強，依據的現象是

 

；根據實驗②的現象得出的結論是

 

；如果實驗③中的B是藍色溶液，則金屬A是

 

．

Answer 1

分析：納米級的單質鐵具有很強的反應活性，易與空氣中的氧氣反應，制取時要使用保護氣，在高溫條件下用H₂和FeCl₂發(fā)生置換反應，生成“納米鐵”，根據質量守恒定律，同時能生成氯化氫，要設計實驗驗證鐵、銅、鎂、汞的金屬活動性順序，可以依據金屬活動性順序的意義進行，在金屬活動性順序中，氫前的金屬能與酸反應生成氫氣，且位置越靠前，反應的越劇烈，位置在前的金屬能將位于其后的金屬從其鹽溶液中置換出來．

解答：解：（1）根據題干敘述，以高純氮氣作保護氣，在高溫條件下用H₂和FeCl₂發(fā)生置換反應，生成“納米鐵”，可知同時生成氯化氫，所以本題答案為：FeCl₂+H₂

高溫，N2 . .

Fe+2HCl；
（2）納米級的單質鐵具有很強的反應活性，易與空氣中的氧氣反應，制取時要使用保護氣，所以本題答案為：納米鐵有很強的反應活性，防止鐵在高溫下與氧氣反應；
（3）將大小一樣的鐵片和鎂片分別加入到溶質質量分數相同的稀鹽酸中，根據實驗①判斷出鎂的金屬活動性比鐵強，采用的是金屬與酸的反應的方式，在金屬活動性順序中，氫前的金屬能與酸反應生成氫氣，且位置越靠前，反應的越劇烈，現象就是鎂片與鹽酸反應比鐵片與鹽酸反應劇烈，將銅片加入到硝酸汞溶液中，銅片上出現銀白色物質，說明銅能將汞置換出來，從而證明銅＞汞，實驗③中的B是藍色溶液，則金屬A是鐵，所以本題答案為：鎂片與鹽酸反應比鐵片與鹽酸反應劇烈，銅比汞的金屬活動性強，鐵．

點評：本題考查了金屬的有關性質以及金屬活動性順序的應用，同學們要會利用金屬活動順序表設計實驗，去驗證金屬的還原性強弱．氫前邊的金屬會與稀硫酸、鹽酸反應，但氫后邊的金屬不會與稀硫酸、鹽酸反應，前邊的金屬會把后邊的金屬從其鹽溶液中置換出來．