Question

在探究鐵、銅、鋅、銀的金屬活動性順序時，某小組做了如圖所示三個實驗：（所用金屬的形狀與大小及稀鹽酸的用量均相同）

（1）實驗①中的反應(yīng)化學方程式為________．
（2）一段時間后，根據(jù)實驗②觀察到現(xiàn)象，可得出結(jié)論是________．
（3）乙同學認為上述三個實驗不能夠得出四種金屬的活動性順序，還需要利用如圖所示的實驗裝置，補充實驗來實現(xiàn)探究目的．

乙同學實驗用的金屬X是________，溶液Y是________；（其他合理答案也可）（要求寫出化學式）．
（4）丙同學用100g上述實驗的鹽酸分別跟足量的鐵和鋅反應(yīng)，并繪制了生成氫氣的質(zhì)量（m/g）與時間（t/s）的關(guān)系圖（如圖所示）．試回答：

①判斷A、B兩圖能表示丙同學所做實驗結(jié)果是________圖．
②若用100g鹽酸與足量的鐵反應(yīng)能生成0.4g氫氣．那么：
（Ⅰ）該鹽酸溶液含HCl質(zhì)量是________．
（Ⅱ）該鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是________．

Answer 1

解：（1）對于鋅、鐵、銅、銀四種金屬活動性的比較，實驗是力圖通過兩種活潑金屬和酸反應(yīng)觀察生成氫氣的快慢來確定金屬活動順序的，因為相同條件下，反應(yīng)越快，金屬也就越活潑．但是要保證控制好除驗證因素之外的所有的因素保持一致．就本題而言，題目對金屬的限制是大小相同的，對酸提示質(zhì)量分數(shù)相同，所以可以根據(jù)反應(yīng)的快慢下結(jié)論．這樣鋅鐵就很容易根據(jù)反應(yīng)快慢確定出鋅比鐵活潑．
（2）而將銅與硝酸銀放在一起，能夠反應(yīng)，可以得出銅比銀活潑．而Cu和鋅鐵之間的關(guān)系卻無法下結(jié)論．．
（3）對于實驗的完善，要明確只要從上面的分析出發(fā)，需要進一步確定銅和鐵或者鋅的關(guān)系．由于已知的是Zn＞Fe＞Cu，所以可以Fe和可溶性銅鹽，也可以銅和可溶性亞鐵鹽，當然也可以用銅和稀鹽酸，畢竟題目中的試劑使用更方便．
（4）題目中問100g稀鹽酸分別跟足量的鐵和鋅反應(yīng)，題目還是在考查金屬活動性有關(guān)的內(nèi)容．消耗相同質(zhì)量的酸，金屬活潑性越強，用到的時間越短．由于鋅比鐵活潑，所以鋅先完全消耗掉鹽酸．金屬與酸反應(yīng)得到氫氣的質(zhì)量與鹽酸的關(guān)系，當酸質(zhì)量一定，而金屬足量時，這是鹽酸被完全消耗，所以生成的氫氣的質(zhì)量相等．所以A圖符合丙的實驗結(jié)果．后面計算應(yīng)該是結(jié)合氫氣的質(zhì)量來計算．由于反應(yīng)中時鹽酸完全反應(yīng)，所以就可以借助氫氣的質(zhì)量通過化學方程式來進行計算．
故答案：
（1）Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
（2）銅的活潑性大于銀
（3）（Cu，HCl）（答案合理即可）
（4）①A
②（Ⅰ）設(shè)反應(yīng)掉的HCl的質(zhì)量為X
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
73 2
x 0.4g
=
X=14.6g
（Ⅱ）
×100%=14.6%
分析：對于金屬活動順序的比較，在不同金屬與同一試劑來反應(yīng)判斷時，屬于對比實驗，要對比是否能夠反應(yīng)，對已同樣能夠反應(yīng)的情況下反應(yīng)的快慢．而對比實驗要保證除了要對驗證因素之外的所有條件保持完全一致．（變量控制）
點評：借助金屬反應(yīng)速率來判斷金屬活動性一定要將實驗的各種變量要素控制一致，否則結(jié)論經(jīng)不起推敲．