Question

今年我市九年級(jí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)考查題之一是“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究Zn、Fe、Cu的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱”．現(xiàn)有鋅片、鐵片、銅片、稀硫酸、硫酸鋅溶液、硫酸亞鐵溶液、硫酸銅溶液、白鐵皮（鍍鋅鐵片）、磁鐵、KSCN溶液等物質(zhì)，小迪同學(xué)選用合適的試劑和儀器完成考查任務(wù)．
【查閱資料】：
（1）KSCN溶液為無(wú)色溶液，和Fe³⁺相遇產(chǎn)生血紅色溶液．
（2）含F(xiàn)e²⁺的溶液在空氣中容易被氧氣氧化，生成含F(xiàn)e³⁺的溶液．
實(shí)驗(yàn)方案一：將打磨過(guò)的表面積相同的鋅片、鐵片、銅片分別與

 

反應(yīng)；
實(shí)驗(yàn)方案二：將打磨過(guò)的表面積相同的鋅片、銅片分別與

 

反應(yīng)；
實(shí)驗(yàn)方案三：將打磨過(guò)的表面積相同的2塊鐵片分別與

 

反應(yīng)；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】：金屬的活動(dòng)性順序?yàn)閆n＞Fe＞Cu
【拓展延伸】
（1）回收完所有金屬片，將試管中的廢液全部倒入制定的燒杯中，廢液中的溶質(zhì)肯定含有

 

，為了從中獲得ZnSO₄?7H₂O晶體，在老師的指導(dǎo)下，小迪同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：向廢液中加入足量的

 

，過(guò)濾，將濾液蒸發(fā)濃縮，

 

，得到ZnSO₄?7H₂O晶體．
（2）細(xì)心的小迪在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)盛放硫酸亞鐵溶液的瓶底有很多黑色粉末，詢問(wèn)老師后得知，黑色粉末是還原鐵粉，可以防止硫酸亞鐵被空氣中的氧氣氧化．為了檢驗(yàn)硫酸亞鐵溶液是否被氧化，小迪接下去的操作是

 

．
（3）小迪在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后發(fā)現(xiàn)那塊標(biāo)簽注明鍍鋅鐵片的白鐵皮，為了簡(jiǎn)單檢驗(yàn)其中是否含有單質(zhì)鐵，他的方法是

 

；在確認(rèn)白鐵皮的成分以后，小迪靈機(jī)一動(dòng)，將一塊白鐵皮放入2mL稀硫酸中，發(fā)現(xiàn)“白鐵皮”表面立即產(chǎn)生氣泡，一段時(shí)間后，氣泡產(chǎn)生速度變慢，小迪根據(jù)氣泡產(chǎn)生速度的先后差異，得出鋅比鐵活潑，你覺(jué)得小迪的方案是否科學(xué)？請(qǐng)說(shuō)明理由．

 

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Answer 1

考點(diǎn)：金屬活動(dòng)性的探究,金屬的化學(xué)性質(zhì),酸的化學(xué)性質(zhì)

專題：科學(xué)探究

分析：實(shí)驗(yàn)方案一：根據(jù)金屬的活動(dòng)性順序表的應(yīng)用分析．在金屬活動(dòng)性順序中，氫前的金屬能與酸反應(yīng)生成氫氣，鋅片、鐵片在氫前的金屬能與酸反應(yīng)生成氫氣，銅不能反應(yīng)；
實(shí)驗(yàn)方案二：根據(jù)位置在前的金屬能將位于其后的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)，鋅能與硫酸亞鐵反應(yīng)，銅不與硫酸亞鐵反應(yīng)解答；
實(shí)驗(yàn)方案三：根據(jù)位置在前的金屬能將位于其后的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)解答；
【拓展延伸】
（1）根據(jù)金屬的活動(dòng)性順序鋅＞鐵＞銅，廢液中的溶質(zhì)肯定含有硫酸鋅和硫酸亞鐵，并根據(jù)結(jié)晶的方法解答；
（2）根據(jù)題中所給信息解答；
（3）根據(jù)鐵能被磁鐵吸引，鋅比鐵活潑解答．

解答：解：
實(shí)驗(yàn)方案一：由于在金屬活動(dòng)順序表中，鐵、鋅都在H的前面，都可以與酸發(fā)生反應(yīng)，而銅不可以，所以可以選用稀硫酸；
實(shí)驗(yàn)方案二：由于鋅能與硫酸亞鐵反應(yīng)，說(shuō)明鋅在鐵的前面，銅不與硫酸亞鐵反應(yīng)，說(shuō)明鐵在銅的前面．所以可以選用的另外一種藥品是硫酸亞鐵溶液；
實(shí)驗(yàn)方案三：由于鐵不與硫酸鋅溶液反應(yīng)，說(shuō)明鋅在鐵的前面，鐵能與硫酸銅溶液反應(yīng)，說(shuō)明鐵在銅的前面；所以可以選用硫酸鋅溶液和硫酸銅溶液；
【拓展延伸】
（1）根據(jù)金屬的活動(dòng)性順序鋅＞鐵＞銅，廢液中的溶質(zhì)肯定含有硫酸鋅和硫酸亞鐵，為除去硫酸亞鐵向廢液中加入足量的鋅，過(guò)濾，將濾液蒸發(fā)濃縮，結(jié)晶
得到ZnSO₄?7H₂O晶體；
（2）根據(jù)題中信息，如果硫酸亞鐵被空氣中的氧氣氧化，生成含F(xiàn)e³⁺的溶液，加入KSCN溶液，如果產(chǎn)生血紅色溶液，證明被氧化，否則沒(méi)有被氧化；
（3）鐵的活動(dòng)性小于金屬鋅，將一塊表面鍍鋅鐵板放在燒杯中，然后加入過(guò)量稀硫酸，開(kāi)始與硫酸反應(yīng)的是鋅，而后才是鐵，當(dāng)鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)速率較快，而鐵與與稀硫酸反應(yīng)時(shí)速率較慢，所以開(kāi)始連續(xù)不斷的氣泡產(chǎn)生，過(guò)一段時(shí)間后，產(chǎn)生的氣泡突然變慢．
答案：
實(shí)驗(yàn)方案一：稀硫酸
實(shí)驗(yàn)方案二：硫酸亞鐵溶液
實(shí)驗(yàn)方案三：硫酸鋅溶液和硫酸銅溶液
【拓展延伸】
（1）硫酸鋅和硫酸亞鐵   鋅   結(jié)晶
（2）加入KSCN溶液，產(chǎn)生血紅色溶液，證明被氧化，否則沒(méi)有被氧化
（3）用磁鐵吸引        鐵的活動(dòng)性小于金屬鋅，當(dāng)表面的鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)速率較快，鋅被反應(yīng)完以后，鐵與與稀硫酸反應(yīng)時(shí)速率較慢，所以開(kāi)始連續(xù)不斷的氣泡產(chǎn)生，過(guò)一段時(shí)間后，產(chǎn)生的氣泡突然變慢．

點(diǎn)評(píng)：要求學(xué)生必須認(rèn)真、細(xì)致的審題，聯(lián)系所學(xué)過(guò)的知識(shí)和技能，進(jìn)行知識(shí)的類比、遷移、重組，全面細(xì)致的思考才能得出正確的結(jié)論，有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)．